基于遗传算法的车辆动力总成悬置系统多目标优化设计研究-车辆工程专业论文.docxVIP

I万方数据 I 万方数据 摘 要 摘 要 车辆在怠速时，其振动的主要激励源是来源于动力总成，为提高车辆的整体 NVH 特性，分析悬置系统就显得非常有必要。合理设计隔振系统，不仅要充分考 虑悬置元件的刚度、安装限制和激励力等条件，还需要充分分析隔振系统的隔振性 能和稳健性等因素。本论文以某轿车悬置系统作为研究对象，分析基于一种改进遗 传算法的车辆动力总成悬置系统多目标优化设计，具体研究内容可以归纳如下： (1)：隔振原理分析及其程序实现。通过分析悬置系统的布置特点，运用隔振原 理推导出了拉格朗日动力方程和建立了六自由度力学模型；通过分析求解固有特性 的理论基础，借助 MATLAB 软件予以实现验证，以某车型原始数据为算例分析对 象，求解分析了系统的固有特性，为进一步的优化设计奠定了理论和程序基础； (2)：优化软件分析及其实现。根据优化设计原理和软件设计流程，通过利用 MATCOM 混合编程的高度开发能力，混合编写了 MATLAB 求解运算程序以及 VisualC++运作遗传算法程序，以“嵌入”的形式实现了悬置系统优化设计软件；经 过算例 1、2 的分析，软件从全局区域去搜寻最优解，大大的提高了搜寻最优解的 能力，通过传统遗传和改进遗传算法软件求解能力的对比，以及以同类参考文献寻 优能力的参照对比，证明了软件的可靠性和优越性； (3)：隔振性能分析。在分析悬置系统固有特性方面，将系统的原始参数转化到 扭矩轴坐标系下，以某汽车三点悬置系统为例，通过 MATLAB 程序求解并且分析 了系统优化前固有特性存在的振动耦合和频率不合理配置问题；在分析惯性参数稳 定性方面，引入了正交试验的思想，运用极差的方法计算并且分析了解耦度对于惯 性参数变化的灵敏度，为系统优化设计提供了指导性信息； (4)：优化方案对比。结合某汽车悬置系统存在的隔振性能和稳健性问题，通过 基于能量解耦法和基于灵敏度分析的软件计算，得到了三组刚度组合方案，以流水 线的方式循环验证分析了各个评价指标的达标程度；通过固有特性、鲁棒性和传递 率三重评价指标的验证分析，能最大程度的验证系统实际的隔振性能，并且经过对 比，可得到一组综合性能指标能达到最佳状态的刚度组合； (5)：ADAMS 仿真验证。根据悬置系统动力学模型，建立了 ADAMS 力学模型， 为了验证模型的可靠性，分析各悬置点 Z 向的受力情况；利用 ADAMS/Vibration 模块进行模态仿真分析，检验了优化软件计算结果的可靠性，进一步表明了此种隔 振系统设计方法的工程价值。 本文研究的是一种考虑惯性参数变化基于改进遗传算法的多目标优化设计研 究。该方法具有可行性和稳定性，同时也为研究整车隔振性能奠定了基础，为惯性 参数在相关振动工程领域的研究提供了参考价值。 关键词：悬置系统；优化设计；鲁棒性分析；ADAMS 仿真 Abstract Abstract II万方数据 II 万方数据 Abstract While the vehicle is running at idle speed, the major excitation source for its vibration is derived from the power-train. In order to improve the vehicle’s overall NVH performance, it seems to be very necessary to study the mounting system. A reasonably vibration isolation system needs not only to make a careful consideration about the stiffness, installation restrictions, exciting force and other conditions of the mount, but also to fully analyze the vibration isolation performance and robustness of the vibration isolation system. This paper regards a vehicle’s mounting system as the research object to analyze a multi-objective optimal design of the vehicles’ power-train mounting system, which is based on an improved genetic algorithm, and its detailed cont