基于粒子群算法的汽车悬架弹簧的优化设计

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1、基于粒子群算法的汽车悬架弹簧的优化设计刘培，黄玲(1·安徽华菱汽车有限公司，安徽马鞍山243061；2．马鞍山职业技术学院，安徽马鞍山243061摘要：粒子群算法容易理解、易于实现、编程简单。利的方法快得多，仅迭代很少的次数就能得出比较优的结果。量，为钢板弹簧系统、汽车悬架和整车的分析计算奠定坚实关键词：粒子群算法；汽车悬架弹簧；优化设计用有的粒群子利提于础基。优高同化设时算计为法的少0引言样的方法计算(如图1)。渐变刚度钢板弹簧作为汽车悬架的黻弹一性元件弹计，因其结构简单、性能优良，广泛应用于货车、客车、轿车的前后悬架上。

2、如果渐变刚度钢板弹簧自重增大，单位质量存储能量小，材料用率低，非簧载质量增加，由不平路面引起的冲击和振刀口，影响汽车的行驶平顺性。化优现，一设更作为汽车悬架系统，渐变刚度钢板弹簧也必须不断提高质量，对渐变刚度钢板采用优化设计也成为必然速其度度提地埽。但是目前的化设计主要集中在少叶片钢板弹簧，由于结构上的原因．图1渐变刚度钢板弹簧计算的梁模型都采用集中载荷法的假设，而这种假设也正好适合少叶片苎的：，其求解求解模精型度令人满意。可是渐靴变刚敲度钢板弹簧就没有合1．1设计变量，采用现有的求解模型优化的结果有很大磊变断面钢板弹簧设计

3、参数有hhfl(】膜他m质施：¨，z．．，z6和。，因此渐变刚度钢板弹簧的优化必须采用精确的模型作为是弹簧总片数，取整数，把n看作是常数。对于某～固定的?，变断面弹簧优化设计变量共有5n+1个，除宽度6外，都作为连续变量考虑。1渐变刚度钢板弹簧数学模型的建立变截面叶片有直线型和抛物线型两种，所谓直线型和抛物1．2目标函数譬型是指沿着叶片长度方向，~f-Y~的厚度呈直线和抛物线变渐变刚度钢板弹簧经常处于冲击载荷之下，渐变刚度钢板。抛物线型变截面的加工对设备的要求较高，～般的钢板弹弹簧必须具有足够轻的质量，以提高渐变刚度钢板弹簧

4、的使用簧J不具有相应的设备，直线型变截面则比较普遍仅，因此笔者寿命。渐变刚度弹簧总质量函数为：对直线型的变截面加以讨论，而抛物线型的变截面可以用同，(】2p(hio+矗+÷(+)收稿日期：2013—03—25作者简介：刘培(1982一)，男研究方向为汽车悬架。E-mail：lpcamc@163．conqo2013=．—6AutomobileParis————————=07=3———一——研究与开发减少。3结论优化步骤如下：粒子群算法在汽车悬架弹簧设计中的应用能够使汽车悬架(1)汽车悬架弹簧优化模型中的参数设置：b=70nln

5、l，弹簧性能参数得到优化，提高汽车悬架弹簧的使用性能，为今s=146nlin，h1=16lnIn，h0=5lnIl，Z2=1200mill，8()=0．01，后的汽车悬架弹簧的优化设计提供了一种快捷的方式，具有深C=100N／mm，C=167N／mm，[^]=580MPa，[O-]=远意义。540MPa，E=2．06GPa，P=20kN，P=7．8×10kg／m，=3％。参考文献：(2)优化求解：【1】吴启迪，汪镭．智能微粒群算法研究及其应用[M]．南京：江苏当各参数取值为：惯性权重=0．9，．⋯=0．4；学习教育出版社，2

6、005．因子c=c=1．49；最大速度⋯(1)=3．25，(2)=5，【2】刘惟信．机械最优化设计[M]．北京：清华大学⋯版辛十，1994．(3)=0．3；群体规模N=50；最大迭代次数为100时，【3】王庆五．渐变刚度钢板弹簧设计研究[D]．昆明：昆明理工大其优化结果为：悬架弹簧的总质量为32．39(图3)。学，2003．【4】李建勇．粒子群优化算法研究[D]．杭州：浙江大学，2004．(上接第66页)6总结与展望利用NI公司的虚拟仪器Labview2010和PXI平台以及采用UDS协议，在较短时间内开发完成了一套电驱变速

7、箱齿轴耐久的试验系统，比采用其他传统软件开发平台缩短了至少1倍以上的开发时间，该平台的成功开发，使得混合动力电驱变速箱在不作任何软件更改上完成了齿轴耐久试验，试验结果能有效为设计工程师提供图纸锁定和方案修改的参考。在实际测试系统开发过程中，节约成本，缩短开发时间，同时降低事故发生网3优化求解的概率。当将惯性权重改变为=1．4，=0，而其他参数和参考文献：初始化相同时，优化结果为：悬架弹簧的总质量为32．46。【1】陈振辉．基于CCP协议的混合动力车VCU标定系统开发[J]．微计算机信息，2007．当将惯性权重改变为⋯=0．9

8、5，=0．2，而其他参数【2】陈树学，刘萱，等．LabView宝典[M]．北京：电子】业出版丰十，和初始化相同时，优化结果为：悬架弹簧的总质量为33．012010：398．kg。【3】岂兴明，周建兴，矫津毅．LABVIEW8．2中文版入门与典型实例当学习因子改变为c=c。=2，迭代次数增至