基于RSM近似模型的客车车架稳健性设计
|
摘要
为提高客车性能的稳健性和约束的可靠性,选取城市客车最危险的扭转工况,对客车车架进行了有限元分析计算,利用最优拉丁超立方试验设计对初始变量进行灵敏度分析,筛选出对响应影响较大的15个设计变量;基于RSM近似模型,采用下山单纯形法算法对车架进行确定性优化,得到一组最优解;以确定性优化解作为初始值,结合最优拉丁超立方试验设计方法与下山单纯形算法,以质量最小以及它们的标准差和均值最小为目标进行多目标稳健性优化,可供汽车车架轻量化设计参考。
To improve the robustness of bus and reliability of constraints,this paper makes the finite element analysis and calculation of the torsional stability of the bus frame,in danger and analyzes the sensitivity of the initial variables by using the optimal Latin hypercube experimental design,screens out 15 design variables having large influence on the response. Then,based on the RSM approximation model,Downhill Simplex method is used to optimize its frame and with the optimal value as the initial value,the optimal Latin hypercube experimental design method is used with the downhill simplex method to do the multi-objective robust optimization with the minimum mass,standard deviation and minimum average value. A reference is given to the design of the lightweight frame.
To improve the robustness of bus and reliability of constraints,this paper makes the finite element analysis and calculation of the torsional stability of the bus frame,in danger and analyzes the sensitivity of the initial variables by using the optimal Latin hypercube experimental design,screens out 15 design variables having large influence on the response. Then,based on the RSM approximation model,Downhill Simplex method is used to optimize its frame and with the optimal value as the initial value,the optimal Latin hypercube experimental design method is used with the downhill simplex method to do the multi-objective robust optimization with the minimum mass,standard deviation and minimum average value. A reference is given to the design of the lightweight frame.
引文
[1]周定智,王霄,刘会霞,等.基于稳健性和多目标优化的车顶结构轻量化设计研究[J].机电工程,2015,32(9):1170-1175.
[2]刘高君.考虑动态峰值力的客车车身骨架轻量化研究[D].青岛:青岛大学,2016.
[3]邱瑞斌,陈园,雷飞,等.基于6σ稳健设计的轿车侧碰车身B柱轻量化研究[J].机械强度,2016,38(3):502-508.
[4]孙光永,李光耀,王建华,等.可靠性优化设计在汽车构件耐撞性中的应用[J].计算机辅助设计与图形学学报,2007,19:1308-1314.
[5]赵韩,钱德猛.基于ANSYS的汽车结构轻量化设计[J].农业机械学报,2005,36(6):12-15.
[6]朱剑峰,林逸,史国宏,等.实验设计与近似模型结合下的副车架结构轻量化优化[J].汽车工程,2015,37(2):247-251.
[7]周定智.微型客车车顶结构综合性能分析及6σ稳健性多目标优化设计[D].镇江:江苏大学,2015.
[8]王天利,范若寻,应世明,等.某微型电动车车架结构分析[J].辽宁工业大学学报(自然科学版),2012(3):177-180.
[9]周会锋,王光耀,李碧浩,等.多目标优化设计方法在车身轻量化设计中的应用[J].机械设计与研究,2014,30(4):151-155.
[10]张国芬,张文明,孙玉亮,等. SGA92150型半挂车车架的结构设计与强度和刚度分析[J].北京科技大学学报,2007,29(7):744-749.
[11]吕辉,于德介,谢展,等.基于响应面法的汽车盘式制动器稳定性优化设计[J].机械工程学报,2013,49(9):55-60.
[12]苏占龙.基于多目标稳健性优化方法的SUV车身结构轻量化设计[D].镇江:江苏大学,2015.
[13]张继游,门永新,彭鸿.稳健性和轻量化在整车侧面碰撞性能优化中的应用[J].汽车安全与节能学报,2013,4(4):339-347.
[14]贺新峰,于德介,肖枚清,等.基于响应面的结构疲劳寿命6σ稳健优化设计[J].汽车工程,2014,36(3):368-373,377.
[15]陈新志.基于稳健性的半挂汽车列车平顺性优化设计技术研究[D].太原:太原理工大学,2014.
[16]康元春,余治.基于Hyper Study货车车架稳健优化设计[J].科技信息,2012(18):42-43.
[17]王安麟,孟庆华,韩继斌,等.基于拉丁超立方仿真试验设计的双涡轮变矩器性能分析[J].中国工程机械学报,2015,13(4):293-298.
[18]曲昌荣.汽车车架的轻量化设计[D].成都:西华大学,2006.
[2]刘高君.考虑动态峰值力的客车车身骨架轻量化研究[D].青岛:青岛大学,2016.
[3]邱瑞斌,陈园,雷飞,等.基于6σ稳健设计的轿车侧碰车身B柱轻量化研究[J].机械强度,2016,38(3):502-508.
[4]孙光永,李光耀,王建华,等.可靠性优化设计在汽车构件耐撞性中的应用[J].计算机辅助设计与图形学学报,2007,19:1308-1314.
[5]赵韩,钱德猛.基于ANSYS的汽车结构轻量化设计[J].农业机械学报,2005,36(6):12-15.
[6]朱剑峰,林逸,史国宏,等.实验设计与近似模型结合下的副车架结构轻量化优化[J].汽车工程,2015,37(2):247-251.
[7]周定智.微型客车车顶结构综合性能分析及6σ稳健性多目标优化设计[D].镇江:江苏大学,2015.
[8]王天利,范若寻,应世明,等.某微型电动车车架结构分析[J].辽宁工业大学学报(自然科学版),2012(3):177-180.
[9]周会锋,王光耀,李碧浩,等.多目标优化设计方法在车身轻量化设计中的应用[J].机械设计与研究,2014,30(4):151-155.
[10]张国芬,张文明,孙玉亮,等. SGA92150型半挂车车架的结构设计与强度和刚度分析[J].北京科技大学学报,2007,29(7):744-749.
[11]吕辉,于德介,谢展,等.基于响应面法的汽车盘式制动器稳定性优化设计[J].机械工程学报,2013,49(9):55-60.
[12]苏占龙.基于多目标稳健性优化方法的SUV车身结构轻量化设计[D].镇江:江苏大学,2015.
[13]张继游,门永新,彭鸿.稳健性和轻量化在整车侧面碰撞性能优化中的应用[J].汽车安全与节能学报,2013,4(4):339-347.
[14]贺新峰,于德介,肖枚清,等.基于响应面的结构疲劳寿命6σ稳健优化设计[J].汽车工程,2014,36(3):368-373,377.
[15]陈新志.基于稳健性的半挂汽车列车平顺性优化设计技术研究[D].太原:太原理工大学,2014.
[16]康元春,余治.基于Hyper Study货车车架稳健优化设计[J].科技信息,2012(18):42-43.
[17]王安麟,孟庆华,韩继斌,等.基于拉丁超立方仿真试验设计的双涡轮变矩器性能分析[J].中国工程机械学报,2015,13(4):293-298.
[18]曲昌荣.汽车车架的轻量化设计[D].成都:西华大学,2006.