1.一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,所述參數(shù)優(yōu)化方法包括:
步驟1、優(yōu)化函數(shù)的形成步驟;
在可行域內(nèi)構(gòu)件具有n個(gè)頂點(diǎn)的初始復(fù)合形;對此復(fù)合形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較,找出目標(biāo)函數(shù)值最大的點(diǎn),即最壞點(diǎn),將其剔除;再按照設(shè)定的規(guī)律構(gòu)建出新的復(fù)合形,直至計(jì)算收斂;
設(shè)定的規(guī)律選用收縮法,無論如何變化,新頂點(diǎn)仍在設(shè)計(jì)空間內(nèi),只需判斷新頂點(diǎn)是否較最壞點(diǎn)有改善;其計(jì)算方法如下:
Xk=Xb+β*(Xh-Xb)
其中,Xk為收縮點(diǎn),即新點(diǎn),β為收縮系數(shù);Xb為最低點(diǎn),Xh為最高點(diǎn);據(jù)此公式,編程時(shí)即以最高點(diǎn)構(gòu)建初始復(fù)合形;
步驟2、動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦率的計(jì)算步驟;
將動(dòng)力總成看成具有6自由度的剛體,其特征包括動(dòng)力總成位置、動(dòng)力總成質(zhì)量參數(shù),并在其質(zhì)心處建立坐標(biāo)系,x軸指向汽車后方,y向通過質(zhì)心指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端,z向由x和y向通過右手定則確定,而懸置則被簡化成在動(dòng)力總成坐標(biāo)系中某一位置處具有三向平動(dòng)剛度和阻尼的彈簧;
其計(jì)算公式如下:k-ω^2*M=0,其中k為懸置系統(tǒng)的剛度矩陣,與懸置相對于質(zhì)心的位置和剛度有關(guān),M為動(dòng)力總成質(zhì)量矩陣,由質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量構(gòu)成,矩陣如下:
J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的各方向分量,解此矩陣方程得到懸置系統(tǒng)頻率和振型;
其振動(dòng)能量分布按照公式:
其中,mij為質(zhì)量矩陣第i行第j列的元素;φij是第i階振型第j個(gè)元素,ωi為相應(yīng)的第i階頻率;
步驟3、目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量的選取步驟;
動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化為多目標(biāo)優(yōu)化,所以各目標(biāo)值采取加權(quán)的方法得到最終的同一目標(biāo)值,加權(quán)值根據(jù)需要增加或減小;目標(biāo)函數(shù)選?。?/p>
(1)Ry、Tz方向的能量解耦值,要求大于90%;Ry為Y向轉(zhuǎn)動(dòng)能量值,Tz為Z向平動(dòng)能量解耦值,以下?lián)祟愅疲?/p>
(2)Tz方向頻率避開5至8Hz的范圍,取8至11Hz,Rx避開Tz所在的頻率,與其它方向頻率間隔1至1.5Hz;
(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80%,頻率在5至怠速激勵(lì)n/30,頻率相互間隔1至1.5Hz;
(4)振動(dòng)傳遞率:
λ為頻率比,為怠速激勵(lì)頻率與動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)頻率的比值,ζ為阻尼比,ζ=C/Cc,c記為阻尼,普通橡膠懸置的c近似為零,Cc為臨界阻尼;所以系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞率與λ成正比;
設(shè)計(jì)變量根據(jù)需要選取,因?yàn)閯?dòng)力總成位置及車身邊界在汽車總體規(guī)劃中已基本確定,另外因?yàn)榘惭b支架的經(jīng)濟(jì)性要求,懸置的位置和角度確定,所以選擇各懸置的三向剛度為設(shè)計(jì)變量,或者增加懸置的位置、懸置的安裝角度為設(shè)計(jì)變量;
設(shè)計(jì)約束為懸置的剛度在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)的剛度組合,以橡膠的壓剪比在3至8之間進(jìn)行約束;或者懸置共用的,設(shè)置共用懸置的剛度相同或者成比例;
步驟4、分析結(jié)果的重排輸出步驟。
2.一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,所述參數(shù)優(yōu)化方法包括:
步驟1、優(yōu)化函數(shù)的形成步驟;
在可行域內(nèi)構(gòu)件具有n個(gè)頂點(diǎn)的初始復(fù)合形;對此復(fù)合形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較,找出目標(biāo)函數(shù)值最大的點(diǎn),即最壞點(diǎn),將其剔除;再按照設(shè)定的規(guī)律構(gòu)建出新的復(fù)合形,直至計(jì)算收斂;
步驟2、動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦率的計(jì)算步驟;
將動(dòng)力總成看成具有6自由度的剛體,其特征包括動(dòng)力總成位置、動(dòng)力總成質(zhì)量參數(shù),并在其質(zhì)心處建立坐標(biāo)系,x軸指向汽車后方,y向通過質(zhì)心指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端,z向由x和y向通過右手定則確定,而懸置則被簡化成在動(dòng)力總成坐標(biāo)系中某一位置處具有三向平動(dòng)剛度和阻尼的彈簧;
步驟3、目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量的選取步驟;
動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化為多目標(biāo)優(yōu)化,所以各目標(biāo)值采取加權(quán)的方法得到最終的同一目標(biāo)值,加權(quán)值根據(jù)需要增加或減??;
步驟4、分析結(jié)果的重排輸出步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方法,其特征在于:
步驟1中,設(shè)定的規(guī)律選用收縮法,無論如何變化,新頂點(diǎn)仍在設(shè)計(jì)空間內(nèi),只需判斷新頂點(diǎn)是否較最壞點(diǎn)有改善;其計(jì)算方法如下:
Xk=Xb+β*(Xh-Xb)
其中,Xk為收縮點(diǎn),即新點(diǎn),β為收縮系數(shù);Xb為最低點(diǎn),Xh為最高點(diǎn);據(jù)此公式,編程時(shí)即以最高點(diǎn)構(gòu)建初始復(fù)合形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方法,其特征在于:
步驟2中,計(jì)算公式如下:k-ω^2*M=0,其中k為懸置系統(tǒng)的剛度矩陣,與懸置相對于質(zhì)心的位置和剛度有關(guān),M為動(dòng)力總成質(zhì)量矩陣,由質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量構(gòu)成,矩陣如下:
J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的各方向分量,解此矩陣方程得到懸置系統(tǒng)頻率和振型;
其振動(dòng)能量分布按照公式:
其中,mij為質(zhì)量矩陣第i行第j列的元素;φij是第i階振型第j個(gè)元素,ωi為相應(yīng)的第i階頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方法,其特征在于:
步驟3中,目標(biāo)函數(shù)選取:
(1)Ry、Tz方向的能量解耦值,大于90%;Ry為Y向轉(zhuǎn)動(dòng)能量值,Tz為Z向平動(dòng)能量解耦值,以下?lián)祟愅疲?/p>
(2)Tz方向頻率避開5至8Hz的范圍,取8至11Hz,Rx避開Tz所在的頻率,與其它方向頻率間隔1至1.5Hz;
(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80%,頻率在5至怠速激勵(lì)n/30,頻率相互間隔1至1.5Hz;
(4)振動(dòng)傳遞率:
λ為頻率比,為怠速激勵(lì)頻率與動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)頻率的比值,ζ為阻尼比,ζ=C/Cc,c記為阻尼,普通橡膠懸置的c近似為零,Cc為臨界阻尼;所以系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞率與λ成正比;
設(shè)計(jì)變量根據(jù)需要選取,因?yàn)閯?dòng)力總成位置及車身邊界在汽車總體規(guī)劃中已基本確定,另外因?yàn)榘惭b支架的經(jīng)濟(jì)性要求,懸置的位置和角度確定,所以選擇各懸置的三向剛度為設(shè)計(jì)變量,或者增加懸置的位置、懸置的安裝角度為設(shè)計(jì)變量;
設(shè)計(jì)約束為懸置的剛度在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)的剛度組合,以橡膠的壓剪比在3至8之間進(jìn)行約束;或者懸置共用的,設(shè)置共用懸置的剛度相同或者成比例。