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汽车制动器渐变可靠性灵敏度分析及可靠性稳健优化设计
| 论文题名： | 汽车制动器渐变可靠性灵敏度分析及可靠性稳健优化设计 |
| 关键词： | 汽车制动器;渐变可靠性;灵敏度分析;稳健优化设计 |
| 摘要： | 制动器是评价车辆安全性能优劣的重要指标，其担负着汽车减速和停驻的重要作用，因此制动器可靠性的研究对于汽车整车的安全可靠具有重要意义。首先，汽车制动时，由于多种因素的影响导致制动器可能产生振动，这种振动不仅影响乘员的舒适性，还会使制动器零部件发生疲劳破坏，严重时还可能发生共振，引起制动失效现象。其次，制动过程实际上是一个能量的转化过程，它通过摩擦衬片与制动盘(或者制动鼓)之间摩擦将汽车的动能转换为热能，引起制动器温度逐渐升高，过高的温度会使得制动器发生热衰退现象从而影响汽车的制动性能。本文针对这两种引起制动器失效的现象，以康迪k10电动汽车前轮的盘式制动器和后轮的鼓式制动器作为研究对象，通过制动器的频率渐变可靠性灵敏度分析以及热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析，获得影响制动器失效的主要因素，并以可靠性灵敏度分析结果为依据对制动器进行可靠性稳健优化设计。其主要工作内容如下: (1)根据制动器的实际情况，利用Solidworks和Workbench软件建立制动器参数化模型，进行制动器模态分析以及谐响应分析。通过汽车制动器实验模态分析，确定所建立的制动器模型的正确性。根据频率可靠性理论，利用BP(BackPropagation)神经网络建立制动器频率可靠性功能函数模型，并采用基于人工神经网络的重要抽样法进行制动器频率渐变可靠性灵敏度分析，确定了设计参数对频率可靠性的影响程度。 (2)利用Workbench“CoupledFieldTransient”模块进行制动器热-机耦合分析，并根据制动器最高温度和许用温度之间的关系推测，建立制动器热-机耦合可靠性功能函数模型。采用自适应Kriging的Monte-Calro方法进行制动器热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析，确定了制动器设计参数对热-机耦合可靠性的影响程度。 (3)基于可靠性稳健优化设计的相关理论，在所建立的制动器频率可靠性分析模型及热-机耦合可靠性分析模型基础上，考虑制动器可靠性灵敏度影响最小和质量最轻为优化目标，将制动器设计参数的取值范围、频率可靠度和热-机耦合可靠度作为约束函数，对影响汽车制动系统可靠性的设计参数进行优化，使得制动器设计参数对可靠性的影响不敏感，达到稳健性的目的。 |
| 作者： | Pak Un Song(朴银成) |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨周 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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