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长城赛铃后桥钢板弹簧遗传算法优化设计
| 论文题名： | 长城赛铃后桥钢板弹簧遗传算法优化设计 |
| 关键词： | 长城赛铃后桥;悬架系统;钢板弹簧;少片变截面;遗传算法;有限元分析 |
| 摘要： | 汽车平稳的行驶必须依靠可靠的悬架系统来保证。悬架系统将车辆的载荷传递给车轮，同时吸收路面通过车轮对车身的冲击与振动。悬架系统的刚度和振动频率直接影响汽车行驶时的稳定性、安全性和舒适性。所以合理的设计悬架系统，是汽车设计过程当中重要的环节。 在汽车悬架系统中，由钢板弹簧组成的非独立悬架因为结构简单;性能可靠;承载能力强，从而被广泛应用于各种载货车辆。早期的钢板弹簧悬架设计过程当中，为了方便进行计算，往往把钢板弹簧的力学模型进行比较大的简化。在设计过程当中，往往需要很多的经验公式和调整参数。在设计过程当中，计算的原则只要满足悬架的基本力学性能和运动学性能即可，不要求对力学状态的精确模拟，也就难以根据实际情况设计出钢板弹簧的最佳结构。 随着计算机技术、优化设计算法和计算机仿真等新技术的不断发展，计算机强大的计算能力，让工程设计人员可以建立更加精确的钢板弹簧力学模型。在CAD、CAE的技术支持下，钢板弹簧的设计可以实现多目标、多约束条件下的优化计算。在设计过程当中可以生成实体模型，实体模型通过有限元分析软件的仿真计算，可以得到更加精确的力学分析结果，更加方便验证优化设计的效果。 目前对于轻型卡车来说，少片变截面钢板弹簧因为优异的性能而越来越多的应用开来。相对于传统的钢板弹簧，少片变截面钢板弹簧具有更轻的质量，从而降低车重和油耗，改善了行驶时的稳定性。保定长城汽车生产的赛铃皮卡，是国内销量最大的皮卡车型，后悬架设计采用了传统的钢板弹簧结构。本文中通过采用遗传算法的优化设计过程，将赛铃皮卡的传统钢板弹簧转变为少片变截面钢板弹簧元件。在进行完优化设计的数学计算之后，根据计算得到的结构尺寸数据，使用PRO ENGINEER软件对钢板弹簧零件和总成进行三维建模。同时，我们还将原来的钢板弹簧零件和总成也进行了建模。两种类型的钢板弹簧总成建模完成后使用有限元分析软件ANSYS对他们进行对比分析。 最终结论是，通过使用遗传算法优化设计后的赛铃皮卡后桥钢板弹簧悬架总成比原有悬架总成减轻了质量;改善了钢板弹簧每片的受力状况;提高了使用寿命。本次优化设计最终取得理想的设计效果。 |
| 作者： | 李江 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 闫伟;孙慧娟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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