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汽车磁流变碰撞缓冲器的多目标优化设计及试验研究
| 论文题名： | 汽车磁流变碰撞缓冲器的多目标优化设计及试验研究 |
| 关键词： | 汽车保险杠;磁流变;碰撞缓冲器;优化设计;稳态工作特性;响应特性 |
| 摘要： | 随着汽车保有量和车速的不断增加，交通事故率逐年不断攀升，造成了巨大的生命财产损失。作为汽车安全保障的第一道屏障--汽车保险杠，对于提高汽车碰撞安全性降低财产损失具有十分重要的作用。而目前的保险杠大多只起到装饰作用，根本不具备“保险”功能，而一些可调保险杠受限于执行器的缓冲机理和响应能力，也只能在设计条件下取得较好的缓冲效果，不能根据碰撞环境的变化自适应调整，并不能达到人们的期望。近年来，由于基于磁流变技术的智能阻尼器件具有阻尼可连续调节、阻尼力大、动态范围宽、功耗低等优点，有望解决汽车保险杠的不足。为此，本文以汽车碰撞为背景，针对目前磁流变阻尼器件在高速冲击下设计理论和试验尚未深入研究的情况，研究基于磁流变技术的汽车碰撞缓冲器优化设计和试验研究，研究对于提高汽车碰撞安全性、完善磁流变执行器件的设计理论具有十分重要的意义。本文的主要工作包括以下几个方面： (1)介绍了汽车保险杠的应用背景，阐述了开展汽车智能碰撞缓冲研究的重要意义，通过回顾磁流变相关技术研究现状，指出传统的磁流变阻尼器应用于汽车碰撞缓冲时所面临的问题，并提出了一种新颖的基于剪切阀式的汽车磁流变碰撞缓冲器，并对其工作原理进行分析，以及磁路有限元计算，推导在中高速下磁流变缓冲器的阻尼力和动态范围计算方法。 (2)基于宾汉塑性非线性流体修正模型和ANSYS命令流磁路计算，结合多目标遗传算法，搭建了磁流变缓冲器多目标优化计算的软件平台，实现对磁流变缓冲器的最大阻尼力和阻尼力动态范围的多目标优化计算，并对优化结果进行线性相关度和响应面分析，分析关键尺寸对缓冲器的两个设计目标的影响。 (3)结合汽车碰撞缓冲器的技术要求，选择多目标优化计算后的一组优化结果作为缓冲器设计的关键尺寸，经过总体设计和加工组装后，通过电磁振动试验台对磁流变缓冲器进行正弦激励实验研究。根据实验结果分析磁流变缓冲器稳态工作特性，为高速下的实验设计提供依据。 (4)搭建了跌落试验系统，测试了四种不同冲击速度下磁流变缓冲器的响应特性，根据测试结果分析其缓冲性能，然后比较缓冲器阻尼力理论预测和实验的结果，分析产生误差的主要原因，并通过数据拟合建立阻尼力关于速度和电流的控制模型。 |
| 作者： | 管治 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 董小闵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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