發(fā)布時(shí)間：2020-04-10 06:30

【摘要】：減振器是車輛懸架結(jié)構(gòu)中重要的組成部件,其性能直接影響車輛的操穩(wěn)性、平順性以及行駛安全性。減振器開發(fā)前期一般是由主機(jī)廠向減振器制造生產(chǎn)商輸入所需減振器的外形安裝尺寸、行程以及所關(guān)注速度點(diǎn)的示功特性等關(guān)鍵參數(shù)。隨著車輛的行駛平順性和乘坐舒適性要求逐漸提升,當(dāng)前主機(jī)廠對(duì)于減振器性能的驗(yàn)收條件也日益嚴(yán)苛,其對(duì)減振器多個(gè)速度點(diǎn)下示功特性提出要求。國(guó)內(nèi)外多點(diǎn)力值減振器的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)仍主要采用設(shè)計(jì)精度不高、研發(fā)周期長(zhǎng)且成本高的“經(jīng)驗(yàn)+反復(fù)試驗(yàn)”的模式,主要原因在于:一方面多點(diǎn)力值減振器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,影響因素眾多且各參數(shù)對(duì)于其示功特性的影響并沒有全面的定性定量分析,這將不便于在設(shè)計(jì)階段對(duì)減振器的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。另一方面多點(diǎn)力值減振器包含多個(gè)速度點(diǎn)下對(duì)于示功特性的不同要求,而示功特性大小是由多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)決定,不同速度點(diǎn)的示功特性所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)變量取值不同。多點(diǎn)力值減振器的設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,如何選取多點(diǎn)力值減振器的設(shè)計(jì)變量以及如何權(quán)衡各速度點(diǎn)示功特性目標(biāo)值相互間的矛盾,達(dá)到既定的性能目標(biāo),是當(dāng)前多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)所面臨的重大挑戰(zhàn)�；诖�,本文將就多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)問(wèn)題展開研究,具體的研究工作如下:1.多點(diǎn)力值減振器基本構(gòu)造理論分析及模型的建立驗(yàn)證。通過(guò)分析減振器的工作原理,結(jié)合選取的某型乘用車后懸架雙筒液壓減振器結(jié)構(gòu),在Amesim中建立其對(duì)應(yīng)的仿真模型,并利用臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的置信度。2.多點(diǎn)力值減振器示功特性影響因素及其靈敏度分析。利用多點(diǎn)力值減振器一維Amesim模型進(jìn)行傳統(tǒng)靈敏度分析,即采取中心差分格式解析各影響因素不同速度下對(duì)于示功特性的影響大小。3.“可行域貢獻(xiàn)量”概念的提出及多點(diǎn)力值減振器示功特性影響因素“可行域貢獻(xiàn)量”計(jì)算�！翱尚杏蜇暙I(xiàn)量”規(guī)避了傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化分析流程中靈敏度分析并未考慮影響因素實(shí)際的取值區(qū)間,影響因素中存在靈敏度較大但是實(shí)際取值區(qū)間較小、靈敏度小但是實(shí)際取值區(qū)間較大的情況,進(jìn)而可能對(duì)參數(shù)實(shí)際的影響大小產(chǎn)生重大誤判。多點(diǎn)力值減振器示功特性影響因素“可行域貢獻(xiàn)量”由異響邊界及合作企業(yè)提供的工程經(jīng)驗(yàn)取值范圍所確定的影響因素可行域結(jié)合傳統(tǒng)靈敏度分析結(jié)果計(jì)算得來(lái)。4.多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題矛盾細(xì)分方法及多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)變量選取和組合。利用“可行域貢獻(xiàn)量”分析結(jié)果將多目標(biāo)問(wèn)題的矛盾細(xì)化,即根據(jù)矛盾的強(qiáng)相關(guān)性將多個(gè)目標(biāo)分為數(shù)個(gè)矛盾組,然后對(duì)于每個(gè)矛盾組進(jìn)行詳細(xì)解析,通過(guò)選取主要影響因素和調(diào)節(jié)性因素來(lái)達(dá)到對(duì)每個(gè)矛盾組的權(quán)衡和折中處理。利用上述方法將多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)中十個(gè)優(yōu)化目標(biāo)分為三個(gè)矛盾組,對(duì)于每個(gè)矛盾組有針對(duì)性地選取設(shè)計(jì)變量對(duì)各組矛盾進(jìn)行協(xié)調(diào)。共計(jì)選取十個(gè)設(shè)計(jì)變量對(duì)多點(diǎn)力值減振器進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。5.RSM模型的建立及多點(diǎn)力值減振器的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了提高多目標(biāo)優(yōu)化求解效率,利用減振器一維Amesim模型結(jié)合優(yōu)化的拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,進(jìn)行450次試驗(yàn),利用Isight軟件對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,建立相應(yīng)的RSM模型并驗(yàn)證其精度。并利用MATLAB的圖形用戶界面(GUI)開發(fā)多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)軟件。最后利用合作企業(yè)所提出的多個(gè)速度工況下的兩組減振器示功特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),兩組優(yōu)化設(shè)計(jì)中,最大誤差率為3.27%,平均誤差率小于1%,優(yōu)化精度高于現(xiàn)有已知設(shè)計(jì)案例。6.綜合上述分析研究,制定多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)規(guī)程。此設(shè)計(jì)規(guī)程相較于“經(jīng)驗(yàn)+反復(fù)試驗(yàn)”及常規(guī)多目標(biāo)設(shè)計(jì)方法更為高效,且能更好地滿足減振器多點(diǎn)示功特性的要求,為同類工程問(wèn)題的解決提供了指導(dǎo)。課題的創(chuàng)新點(diǎn):1.文中對(duì)傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化流程進(jìn)行改善,以達(dá)到提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中處理多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的效率和精度,降低研發(fā)周期和研發(fā)成本的目的。首次提出“可行域貢獻(xiàn)量”概念,即將設(shè)計(jì)變量的靈敏度與其可行范圍相結(jié)合,運(yùn)用到多目標(biāo)優(yōu)化流程中的參數(shù)選擇過(guò)程。規(guī)避了傳統(tǒng)靈敏度分析的誤區(qū),使得優(yōu)化結(jié)果更具備實(shí)際工程意義。并首次將多目標(biāo)問(wèn)題的矛盾細(xì)化,即根據(jù)矛盾的強(qiáng)相關(guān)性將多個(gè)目標(biāo)分為數(shù)個(gè)矛盾組,然后對(duì)于每個(gè)矛盾組進(jìn)行詳細(xì)解析,通過(guò)選取主要影響因素和調(diào)節(jié)性因素來(lái)達(dá)到對(duì)每個(gè)矛盾組的權(quán)衡和折中處理。為多目標(biāo)問(wèn)題的分析處理提供了全新有效的思路。2.建立與形成多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)規(guī)程。即綜合多點(diǎn)力值減振器設(shè)計(jì)中仿真模型建立、多點(diǎn)力值減振器失效形式即影響因素可行域獲取來(lái)源、設(shè)計(jì)變量的選取和組合和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)等步驟,以規(guī)范化地指導(dǎo)同類工程問(wèn)題的分析及解決,為同類工程問(wèn)題的處理提供參考。此設(shè)計(jì)規(guī)程相較于“經(jīng)驗(yàn)+反復(fù)試驗(yàn)”及常規(guī)多目標(biāo)設(shè)計(jì)方法更為高效,且能更好地滿足減振器多點(diǎn)示功特性的要求。
【圖文】：

圖 2-1 雙筒式充氣液壓減振器結(jié)構(gòu)理中由于彈性元件受到?jīng)_擊產(chǎn)生振動(dòng)，為了滿足車輛的行駛安定性要求，車輛懸架中一般都安裝有減振器，汽車懸架系統(tǒng)器[41]。液力減振器主要由儲(chǔ)油缸和活塞缸兩部分組成。減器內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個(gè)腔通過(guò)不同節(jié)流縫隙流入另一個(gè)孔壁間的摩擦對(duì)懸架的振動(dòng)形成了阻尼力，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為達(dá)到衰減懸架振動(dòng)的作用。減振器的工作過(guò)程分為壓縮和復(fù)中，活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)活塞缸下腔壓力增高，上腔壓力缸間隙和流通閥從活塞缸下腔流向上腔，當(dāng)活塞桿運(yùn)動(dòng)速度油液壓力將克服流通閥預(yù)緊力，形成流通閥閥片與閥座環(huán)形存在，環(huán)形流道的高度將隨著活塞桿速度的增加達(dá)到最大。動(dòng)侵蝕了部分活塞缸上腔的體積，使得部分油液從活塞下腔

2-2 壓縮行程油液流動(dòng)示意圖 圖 2-3 復(fù)原行程油液流動(dòng)示意型的建立假設(shè)氣液力減振器是一個(gè)典型的非線性系統(tǒng)，其示功特性受多個(gè)因素影進(jìn)行如下假設(shè)：在工作過(guò)程中不產(chǎn)生氣泡。減振器在其工作過(guò)程中所產(chǎn)生的溫度變化。減振器油液的重力勢(shì)能。系節(jié)流壓降以及縫隙節(jié)流壓降外，，其他的流體能量損失忽略不計(jì)。模型建立
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.335.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 顧晨磊;孟月仙;劉軼;王世棟;;汽車減振器正向與逆向開發(fā)的對(duì)比分析[J];輕型汽車技術(shù);2017年Z4期

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4 王猶建;張光;;基于NSGA-Ⅱ的內(nèi)燃機(jī)氣門彈簧的多目標(biāo)優(yōu)化[J];煤礦機(jī)械;2014年01期

5 張宇;鄢烈祥;李國(guó)建;史彬;;非支配排序進(jìn)化策略求解煤氣化多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題[J];化工學(xué)報(bào);2013年12期

6 劉遠(yuǎn)東;尹益輝;郭中澤;;靜動(dòng)態(tài)力學(xué)條件下多孔金屬的材料/結(jié)構(gòu)多級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2012年10期

7 賀李平;顧亮;龍凱;肖介平;;基于流—固耦合的汽車減振器動(dòng)態(tài)特性仿真分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年13期

8 蓋玉權(quán);何昱;張宇燕;吳憲彬;萬(wàn)海同;;復(fù)方藥物劑量配比多目標(biāo)優(yōu)化的方法學(xué)研究[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2012年07期

9 郭孔輝;王先云;;基于支持向量機(jī)回歸的減振器非參數(shù)模型[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2011年S1期

10 袁東輝;劉大有;申世群;;基于蟻群—遺傳算法的改進(jìn)多目標(biāo)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法[J];通信學(xué)報(bào);2011年06期

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3 范培蕾;多目標(biāo)優(yōu)化方法及其在高超聲速試飛器系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

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6 鐘云鋒;多目標(biāo)優(yōu)化在汽車碰撞安全性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2013年

7 王慶晟;泛亞汽車整車并行開發(fā)項(xiàng)目管理研究[D];上海交通大學(xué);2013年

8 徐偉;汽車筒式減振器閥系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及CAD系統(tǒng)開發(fā)[D];山東理工大學(xué);2009年

9 夏露;導(dǎo)彈外形氣動(dòng)與隱身一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2001年

本文編號(hào)：2621875