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基于改进遗传算法的动力总成悬置系统优化设计
| 论文题名： | 基于改进遗传算法的动力总成悬置系统优化设计 |
| 关键词： | 汽车发动机;动力总成悬置系统;优化设计;遗传算法;内部激励 |
| 摘要： | 随着科技的发展和生活水平的提高,人们对汽车的乘坐舒适性的要求越来越高,汽车的NVH(Noise, Vibration and Harshness,噪声、振动和声振粗糙度)性能成为评价汽车品质的重要标准。如何有效隔离振动成为汽车设计中的一个重点关注的问题。发动机是引起汽车振动的主要振源之一,因而隔离发动机振动向车内传递的关键部件——动力总成悬置系统就显得格外重要。目前悬置系统的设计方法主要有两种,一是通过调整动力总成悬置系统刚度矩阵的方法来改变系统模态的模态解耦法;二是直接以动态响应为目标,优化悬置参数的方法。本文是采用模态解耦的方法,在对汽车的悬置系统全面分析和研究后进行了优化设计,提高汽车的隔振率,缩短了汽车的研发周期。研究内容主要包括以下几个方面: (1)从悬置系统和遗传算法两方面阐述了其国内外的发展及现状;系统介绍了悬置系统优化设计的理论原则及遗传算法的应用;给出了论文的总体框架。 (2)对遗传算法编码方式和遗传算子进行了分析,针对遗传算法存在的“早熟”现象及后期搜索速度慢的问题,改进了交叉算子和变异算子;结合实数编码技术,提出了一种改进的遗传算法;用 MATLAB编制了相应的测试函数,并进行了实例验证,证明了算法的有效性。 (3)分析了汽车动力总成振动的内部激励,通过对曲柄连杆机构运动的研究,推导出动力总成的激励来源及激振频率,为后续悬置系统的优化设计提供理论依据。 (4)对汽车动力总成悬置系统的振动原理及优化理论进行了分析,建立了悬置系统六自由度动力学模型;推导出系统惯量及质量、刚度矩阵的计算方法;分析了系统的振动传递率,并在实测参数的基础上对悬置系统的固有特性进行了探讨。 (5)根据改进的实数编码遗传算法与悬置系统的隔振理论,利用 MATLAB开发了通用的多点悬置系统优化集成软件,并对悬置系统进行优化。为验证优化软件的可靠性,在ADAMS中根据实测数据建立了悬置系统动力学模型进行仿真分析,结果表明,通过系统的优化基本能够找到在可行范围内使悬置解耦率最大的结构参数,使悬置系统振动解耦率均达到85％以上,且两者分析结果基本一致,证明了悬置优化设计系统的可行性。 (6)介绍了了汽车动力总成悬置优化系统设计过程,构建系统结构框架,描述了系统的开发平台和工具以及各功能模块的实现。 本论文的研究工作是结合广西制造系统与先进制造技术重点实验室项目基金(项目编号:No.11-031-12_008)展开。 |
| 作者： | 李全 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙永厚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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