基于HyperStudy的汽车转向系统振动分析与优化.pdf

《基于HyperStudy的汽车转向系统振动分析与优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第54卷第4期V01．54No．4农业装备与车辆工程AGmcu唧RALEQUIPMEN．I'＆ⅦHIcLEENGINEERING2016年4月April2016doi：10．3969巧．issn．1673—3142．2016．04．011基于HyperStudy的汽车转向系统振动分析与优化胡金峰(230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院)[摘要]以某轿车转向系统为研究对象，在HyperMesh中建立有限元模型并进行了有限元模态分析。为避开发动机怠速激励频率，避免共振，通过对转向系统支架进行灵敏度分析与尺寸优化，提高转向系统一阶模态频

2、率。为了在提高转向系统一阶模态频率的同时尽量控制总质量，在Hyperstudy中建立了基于拉丁超立方试验设计和Kri西ng模拟法的转向系统近似模型。以转向系统一阶频率最大和总质量最小为目标，以各支架厚度为约束，利用多目标遗传算法进行优化，最终得到一组转向系统支架厚度的最优组合。[关键词】转向系统；模态分析；灵敏度分析；H)rperstIldy；近似模型【中图分类号]u463．4[文献标志码】A[文章编号]1673—3142(2016)04邶43—04Stee而唱SystemⅥb阳6佃蛐sisandop蛐伽ⅡBasedonHyperstudyHuJ

3、infeng(schoolofMech粕ical明dAutomotiveEnginee血g，HefeiUnivers时ofTechnolog)r，HefeiCity，AnhuiProvince230009，China)[Ab咖ct】Afiniteelementmodelisestablishedonavehiclesteering8ystemusingtlleFEso胁areHyperMesh．Fi池elementmodalanalysisiscomputed．Foravoidingre∞n粕cecau∞dby山ecouplingbetweene

4、ngiIleidleexcitationhqIlency粕d8tee卜ingsystemlowordernatIlral丘equency，sensitivityanalysis粕dsi孢optimi盟tionisconductedformisingtllefirstorderna删frequency．Forraisingt}Ief_璐torder矗equencyandconnDllingtotalm踮sofsteeringsystemattlle8锄etime，anappID】【imatemodelis幅tablishedinH栅dybasedo

5、nLatinHypercubeS姗pling(LHS)des咖锄d蹦giIlg．w汕tllemaximumstee曲g8ystemfirstorder缶equencyandtIleminimumtotaIm鹳s酗tlleobjective，tlletllickIlessofeachbmcket鹊tlleco璐嘣璐，蛐dtlIe删1d—objecdvegenetical鲥tlIm(MOGA)∞tIIeop血Ilizationmethod，finaUy釉叩timalcombinationoft}letIlickness0feveryb瑚【cketis

6、o‰ned．[1【eywords]steering8y8tem；modalanalysis；sensitivity蛐alysis；HyperStudy；印proximatemodel0引言转向系统是汽车底盘的重要组成部分，也是汽车安全中的重要部分。随着设计和生产水平的提高，高速行驶时的不平路面激励与发动机怠速激励是转向系统振动的主要激励源。由此引发的转向盘振动会带来一系列问题。如易造成驾驶员的疲劳，引发错误的操作，从而造成交通事故。同时由于转向盘的振动，会引发各零部件的振动，加速了零部件的损坏，降低了汽车的可靠性【”。因此对转向系统结构进行多目标

7、多学科的优化显得十分重要。随着近似模型的广泛应用。近似模型的建模方法已从传统试验设计和响应面法逐渐转为选用现代试验设计方法和复杂近似拟合方法，目的是收稿日期：2016．0l一20修回日期：2016—01—27获得预测精度较高的模型【2】。本文根据某轿车转向系统有限元模型的模态分析结果。对转向系统各支架厚度进行灵敏度分析．将影响转向系统模态性能的关键部件作为设计变量，进行拉丁超立方试验设计，利用硒ging模拟法构建转向系统近似模型，选用多目标遗传算法进行尺寸优化，从而在提高转向系统模态性能的同时尽量控制全局质量变化不大。1转向系统有限元模态分析1．

8、1有限元建模将转向系统的三维模型导入HyperMesh软件中，进行抽取中面、几何清理，采用壳单元进行网格划分，单元尺寸为8mm。本文采用