检索结果-内蒙古大学图书馆

基于多目标可靠性优化的骡车车身耐撞性及轻量化设计

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汽车工程 2018年第7期40卷 790-794页

作者：吕晓江周大永孙光永刘卫国谷先广浙江吉利汽车研究院有限公司浙江省汽车安全技术研究重点实验室杭州311228 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

以正面40%重叠可变形壁障碰撞为例,采用试验设计、rbf近似模型和多目标可靠性分析方法,对车身结构参数进行多目标可靠性优化。结果表明:优化后的车身结构满足耐撞性和轻量化要求,同时提高了结构可靠性,为车身结构设计提供了有效的参考。

关键词：汽车车身耐撞性 rbf近似模型多目标可靠性优化

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基于船舶阻力性能的船型主尺度参数敏感度分析

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船舶工程 2015年第6期37卷 11-14页

作者：张恒詹成胜刘祖源冯佰威武汉理工大学交通学院武汉430063 高性能船舶技术教育部重点实验室(武汉理工大学) 武汉430063

采用回归分析法研究船型主尺度参数对阻力性能的敏感度。首先确定船型参数及其变化范围;然后,通过均匀试验设计方法在设计空间选取样本点,并采用流体分析软件(Shipflow)对每个样本点进行阻力性能数值计算,进而构建样本集,再采用径向基... 详细信息

采用回归分析法研究船型主尺度参数对阻力性能的敏感度。首先确定船型参数及其变化范围;然后,通过均匀试验设计方法在设计空间选取样本点,并采用流体分析软件(Shipflow)对每个样本点进行阻力性能数值计算,进而构建样本集,再采用径向基神经网络生成近似模型,并验证近似模型的精度;最后,利用回归分析法得到船型主尺度参数对阻力性能的敏感度排序。通过研究可确定对总阻力性能影响显著的主尺度参数,从而为船型主尺度优化的顺利进行打下基础。

关键词：船型主尺度阻力性能 rbf近似模型敏感度分析

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敷设多孔介质和约束层阻尼复合空腔的动力学分析及优化

敷设多孔介质和约束层阻尼复合空腔的动力学分析及优化

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作者：王青广西科技大学

学位级别：硕士

在航空航天、交通运输等工程领域,许多结构都存在弹性空腔,如飞机的机舱、汽车的驾驶室等,这些结构一定条件下都可简化为形状封闭的空腔。在外力、外声源的作用下,弹性空腔结构将会产生振动并在其内部空间引起很大的内部噪声,不仅降低... 详细信息

在航空航天、交通运输等工程领域,许多结构都存在弹性空腔,如飞机的机舱、汽车的驾驶室等,这些结构一定条件下都可简化为形状封闭的空腔。在外力、外声源的作用下,弹性空腔结构将会产生振动并在其内部空间引起很大的内部噪声,不仅降低乘坐的舒适性,并且还会影响腔体内部一些仪器设备的正常工作,同时还可能对结构产生声致疲劳和结构损伤,严重危害结构的安全性和使用寿命。在空腔结构上敷设粘弹性材料和多孔介质材料可以达到减振降噪的效果,因此研究敷设含多孔介质复合层空腔的动力学问题具有十分重要的意义。本文考虑内声场与空腔结构的流固耦合作用,建立了敷设多孔介质和约束层阻尼复合空腔的有限元模型,采用复特征值法计算结构的流固耦合模态,并利用耦合声学有限元计算了空腔的声压。同时,使用***的Impact Testing和Spectral Testing测试模型的声振特性。通过分析对比数值仿真计算和结构声振实验结果,验证了本文有限元建模方法的有效性。在此基础上,采用rbf(径向基神经算法)建立了复合空腔的近似模型,并对敷设层的厚度进行了优化。本文主要研究内容如下:1.使用LMS实验设备测试了空腔结构的固有频率,在半消声室条件下测试了空腔场点的A级声压曲线。2.考虑层间的连续性和流固耦合效应,建立了敷设约束层阻尼和多孔介质复合空腔的有限元模型。通过与实验值的比较,验证了有限元模型的有效性,并分析了敷设吸声层和约束层阻尼后结构的减振降噪效果。3.以约束层、粘弹层、多孔介质层厚度为设计变量,以材料的降噪幅度和总质量降低为优化目标,采用基于rbf近似模型的遗传优化算法对三种材料厚度进行了多目标优化,得到了各层材料的最佳厚度。优化结果表明,与初始厚度相比,场点的A级降噪幅度增加了4.684%,材料总质量降低了4.347%。研究结果表明,在空腔结构上合理地敷设由多孔介质和约束层阻尼组成的复合结构能够有效的抑制空腔结构的振动,降低腔体内部的声压。本文的实验和数值分析方法可为复杂腔体的减振降噪和轻量化设计提供一定的参考意义。

关键词：复合空腔模态有限元模型场点声压 rbf近似模型遗传优化算法

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基于变复杂度近似模型的汽车安全性优化设计研究

基于变复杂度近似模型的汽车安全性优化设计研究

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作者：陈龙湖南大学

学位级别：硕士

随着计算机软件的不断更新和计算机仿真理论的不断完善,构建车身的有限元模型的精度也越来越高,其采样耗时长和硬件的更新换代快等问题尤为突出。目前的车身结构优化设计有两种方法。一种是直接对整车进行采样,精度高,响应值可信,但是... 详细信息

随着计算机软件的不断更新和计算机仿真理论的不断完善,构建车身的有限元模型的精度也越来越高,其采样耗时长和硬件的更新换代快等问题尤为突出。目前的车身结构优化设计有两种方法。一种是直接对整车进行采样,精度高,响应值可信,但是耗时长。另一种就是采用简化模型技术对部分总成或部件进行定性优化,再将结果代入整车计算,虽然耗时短,针对性强,但理论性不强,优化结果的好坏主要依赖于研究者的经验。针对上述问题,本文借用变复杂度优化思想,将两种方法的优点结合起来用于车身结构优化设计中,主要研究内容如下:(1)通过测试函数和工程实例,比较了三种近似模型在不同优化问题中建模的拟合精度。研究表明:rbf近似模型在线性、弱非线性和强非线性的情况下比其它两种近似模型的拟合精度要高,且鲁棒性更强,更适合于工程实例建模问题。(2)基于简化模型技术在整车正面碰撞分析优化中的应用条件,研究了纵梁的材料、板厚和截面三种因素对纵梁在碰撞过程中的变形以及乘员舱的影响。研究表明,材料和截面等不可控因素对纵梁吸能变形方式的影响较大,而板厚主要在碰撞过程中对汽车B柱加速度峰值和轻量化设计更加有效。最终按成本控制的原则,选择更换材料方案改进纵梁。(3)针对汽车车身安全性优化设计,提出了基于变复杂度优化的rbf近似模型方法。该方法采用最优拉丁超立方试验设计,利用较少的样本点数据在简化模型和高精度模型中建立一个差值补偿近似模型,在此模型和简化模型基础上构造新的样本点数据,利用rbf神经网络建立新的近似模型。利用该方法对以汽车前部7个主要吸能部件的板厚作为设计变量,以整车质量和整车碰撞加速度峰值Ba作为优化目标函数的汽车100%正面碰撞的多目标优化问题进行仿真研究,结果表明该方法在保证模型精度的同时能够快速地得到优化值。本文的研究结果表明,采用基于变复杂度优化的rbf近似模型方法,不仅能使车身结构的性能指标得到优化,而且解决采样时间长的缺陷,提高了计算效率,具有较强的工程实用性。该方法也为汽车轻量化设计提供了一个值得借鉴的方法。

关键词：车身结构优化变复杂度优化 rbf近似模型轻量化设计

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SR-10子午胎成型机驱动箱静动态特性分析与结构优化设计

SR-10子午胎成型机驱动箱静动态特性分析与结构优化设计

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作者：夏阳东南大学

学位级别：硕士

成型机驱动箱是半钢子午胎柔性化生产线上的重要设备,其主要功能是为成型鼓提供动力,逐层贴合送料架上送来的不同胎料来制造成型胚胎。由于成型机驱动箱长期在重载条件下进行连续工作,因此会在工作过程中受到各种周期性与非周期性动载... 详细信息

成型机驱动箱是半钢子午胎柔性化生产线上的重要设备,其主要功能是为成型鼓提供动力,逐层贴合送料架上送来的不同胎料来制造成型胚胎。由于成型机驱动箱长期在重载条件下进行连续工作,因此会在工作过程中受到各种周期性与非周期性动载荷的作用,如果不具备良好的静态性能与动态性能,必然会导致胎料贴合质量低,成型机驱动箱故障率高,使用寿命短的情况发生。目前,子午胎成型设备正往高精度与高速度的方向发展,这对成型机驱动箱的静动态性能提出了更高的要求,但成型机驱动箱仍是基于传统的经验类比法设计生产,直到实物生产出来才能发现问题,这不利于缩短研发周期与降低成本,因此有必要在设计过程中引入有限元分析方法。本文以SR-10子午胎成型机驱动箱为研究对象,从整机的角度进行静动态特性分析,结合刚柔耦合分析,校核其刚度与强度是否满足要求,并识别出对整机性能影响较大的结构,在不降低整机性能的情况下对其进行轻量化设计降低生产成本,为产品的迭代更新过程提供参考。本文的主要研究内容如下:(1)在保证有限元分析精度的前提下,在Solid Works中对驱动箱的整机模型进行合理的简化。采用等效接触区域法处理驱动箱中的主要螺栓结合面,并通过合理的网格划分方法建立能够反映整机力学性能的有限元模型。研究在自重与负载情况下整机的静态特性,对其静刚度与静强度进行校核。(2)对成型机驱动箱进行有限元模态分析,根据模态振型布置模态试验测试点。对成型机驱动箱进行“锤击法”模态试验,将模态试验结果与有限元分析结果进行对比,验证有限元建模方式的准确性。对成型机驱动箱进行谐响应分析,评估成型机驱动箱的动态性能,结合驱动箱整机的模态振型,定位对驱动箱整机动态性能影响最大的结构件。(3)基于多体动力学理论,划分成型机的主要支撑部件为柔性体,对成型机驱动箱进行刚柔耦合动力学仿真分析,校核其在工况下整机的动刚度、动强度以及主轴稳定性是否满足要求。分别只划分箱体与底架为柔性体,探求其柔性变形对整机动态性能的影响,进一步确定对整机动态性能影响较大的结构件,为成型机驱动箱的结构优化提供依据。(4)在不降低整机原有静动态性能的情况下,对驱动箱关键结构进行轻量化设计。首先采用变密度法对成型机驱动箱底架进行拓扑优化,根据拓扑优化结果选择合适的筋板重建底架的几何模型。通过灵敏度分析筛选合适的尺寸变量,基于rbf近似模型与NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,在满足约束条件的情况下得到一组最优尺寸变量。对改进后的成型机驱动箱进行分析验证,结果表明,优化后的底架不仅质量得到了降低,在保持整机原有静态性能的同时提升了驱动箱整机的动态性能。

关键词：静动态特性分析模态试验拓扑优化 rbf近似模型多目标优化

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封闭式进水池优化与漩涡特性研究

封闭式进水池优化与漩涡特性研究

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作者：钱忠裕扬州大学

学位级别：硕士

当前中小型泵站更新改造工程正在积极推进,为确保泵站安全稳定运行,对开敞式进水池加盖板进行封闭式改造,这一措施基本消除了自由液面吸气涡的产生,但仍然存在附壁涡和附底涡,影响了泵站运行效率和稳定性,因此研究封闭式进水池的设计优... 详细信息

当前中小型泵站更新改造工程正在积极推进,为确保泵站安全稳定运行,对开敞式进水池加盖板进行封闭式改造,这一措施基本消除了自由液面吸气涡的产生,但仍然存在附壁涡和附底涡,影响了泵站运行效率和稳定性,因此研究封闭式进水池的设计优化、关键几何参数对漩涡的影响规律和消涡措施具有重要意义。文章使用Isight联合Ansys流体计算相关软件搭建了封闭式进水池的自动化计算分析平台,基于该平台对封闭式进水池进行了研究,主要内容和结论如下:(1)利用Isight自动化平台计算分析了不同管口弗汝德数下水力损失随管口直径的变化规律,结果表明:相同管口弗汝德数下,流道水力损失Δh随着管口直径D的增加先快速减少后缓慢增加,当D∈(1.35,1.5)Do时,流道的水力损失变化平缓。管口直径D不变时,流道水力损失Δh随着管口弗汝德数的增加而变大。(2)对传统流道优化目标函数进行改进,提出了基于面积平均的流速均匀度计算方法。使用优化拉丁超立方方法在喇叭管直径D与悬空高Hp的设计空间内布设了 40组方案,通过Isight自动化平台计算得到了 40组离散仿真结果,借助径向基函数神经网络模型(rbf)技术建立了流道优化目标函数关于D与Hp的近似模型,经分析发现:喇叭管口直径D过小会导致流道损失Δh急剧增大,均匀度vu急剧减小;悬空高Hp过小则会导致流道损失Δh快速增大,入流角θ明显降低。(3)提出了流道综合优化系数ξ,并建立了ξ关于管口悬空高Hp和管口直径D的近似模型,利用NLPQL算法在约束的变量范围内探寻最优方案,结果表明:rbf近似模型结合NLPQL算法技术在流道优化方面具备可行性。最优方案流道效率相对原方案提高了 3.82%,流道出口均匀度提高了 1.62%,入流角系数提高了 1.60%;综合优化系数提高了 2.77%。(4)计算了不同悬空高下的泵装置稳态特性,引入螺旋度密度评判漩涡强度,对比分析了涡量准则、Q准则、λ2准则和Ω准则识别进水池内漩涡的效果,确定使用Ω准则进行识别,改进了漩涡切向速度分析方法,分析结果表明:封闭式进水池喇叭管口存在进水偏流现象,当悬空高Hp<1.2D。后,进水一侧喇叭管过流占比逐渐升高,偏流现象变严重;当喇叭管口悬空高Hp<0.9D。后,泵段扬程和效率开始降低;当悬空高Hp≤0.8D。时,出口断面漩涡强度随着悬空高的降低而增加,Hp>0.8D。后,漩涡强度维持在一定范围内小幅波动;发现不同悬空高方案均出现了附底涡,随着悬空高Hp的变大,附底涡管明显变粗,附底涡拉伸较弱的附壁涡,使其弯曲变形甚至中断,同时顶板也开始出现微弱的附顶涡;悬空高Hp低于1.07Do后漩涡切向速度明显增大,悬空高最低时(0.30Do)漩涡的最大切向速度约为悬空高较高(1.07Do)时的两倍。(5)计算了隔涡板方案、导流墩方案和不带消涡措施方案的泵装置瞬变特性,分析了漩涡的生成、发展和溃灭的动态过程,剖析了 10s内叶轮径向力的变化和脉动规律,结果表明:隔涡板消两侧出现了高强度的漩涡,导致叶轮径向力波动变大,影响了泵装置的稳定运行,消涡效果较差;导流墩基本抑制了流道内漩涡的产生,有效降低了流道出口漩涡的强度、叶轮径向力的大小与波动幅度,消涡效果较好,能够提高泵装置运行的稳定性。

关键词：封闭式进水池 Isight优化 rbf近似模型 NLPQL算法漩涡消涡装置

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基于近似模型与遗传算法的纯电动车传动比优化

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湖北汽车工业学院学报 2018年第2期32卷 12-16页

作者：周红妮湖北汽车工业学院汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室湖北十堰442002

以某微型纯电动轿车的开发为平台,利用iSIGHT软件建立了整车Cruise性能仿真集成流程,基于建立的高精度rbf近似模型和NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对样车传动系传动比进行了匹配优化。仿真结果表明:优化后汽车的动力性和经济性指标整体得以提升... 详细信息

以某微型纯电动轿车的开发为平台,利用iSIGHT软件建立了整车Cruise性能仿真集成流程,基于建立的高精度rbf近似模型和NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对样车传动系传动比进行了匹配优化。仿真结果表明:优化后汽车的动力性和经济性指标整体得以提升,且近似模型的应用使得寻优速度得到极大提高。本研究可为汽车动力传动系统参数的匹配与优化提供有效参考。

关键词：纯电动车传动比优化 iSIGHT软件 rbf近似模型 NSGA-Ⅱ遗传算法

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