基于响应面法的汽车转向系统可靠性优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2015年(第37卷)第1期AutomotiveEngineering2015(Vo1．37)No．12015019基于响应面法的汽车转向系统可靠性优化水路怀华，于德介，吕辉(湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082)[摘要】针对结构参数的不确定性会导致确定性优化结果不可靠的问题，提出一种将可靠性分析与优化技术相结合的转向系统可靠性优化方法。该方法基于响应面方法构建转向系统优化近似模型，以1阶固有频率为约束，总质量为优化目标对转向系统进行可靠性优化。结果表明，采用

2、该方法对汽车转向系统进行优化，减小了系统质量，提高系统的1阶固有频率，避免怠速共振，达到可靠性优化的目的。关键词：汽车转向系统；固有频率；响应面；可靠性优化ReliabilityOptimizationofVehicleSteeringSystemBasedonResponseSurfaceMethodLuHuaihua．YuDejie＆LiiHuiHunanUniversity，StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBo，Changsha4100

3、82[Abstract]Aimingattheproblemthattheuncertaintyofstructuralparameterscouldleadtounreliablere—suhsofdeterministicoptimization，areliabilityoptimizationmethodforvehiclesteeringsystemisproposedbasedonthecombinationofreliabilityanalysisandoptimizationtechnology．Withasurr

4、ogatemodelbuiltbyresponsesurfacemethod，andtakingthefirstordernaturalfrequencyasconstraintwithminimizingsystemmassasobjective，arelia—bilityoptimizationofsteeringsystemisconducted．Theresultsshowthattheoptimizationofsteeringsystemwiththemethodproposedreducesthemassofsys

5、tem，increasesthefirstordernaturalfrequencyandavoidstheresonanceatidlingspeed，achievingtheobjectiveofreliabilityoptimization．Keywords：vehiclesteeringsystem；naturalfrequency；responsesurface；reliabilityoptimization确定性，得到的最优解只是数学意义上的最优解，且刖吾总是接近各个约束的边界。实际上，工程问题中的各类参数，如材料参

6、数、几何尺寸参数、载荷和边界汽车转向系统的振动特性优化对提高汽车条件等通常是不确定的，参数的波动往往会导致确NVH特性具有重要意义。文献[1]中采用有限元法定性优化得到的最优解不满足约束条件，从而使最研究了仪表板和转向系统的NVH特性对板件厚度终的设计结果不可靠，甚至不可行J。因此，在确定的灵敏性，为仪表板和转向系统设计提供指导；文献性优化设计的基础上开展可靠性优化设计具有重要[2]中在建立汽车悬架和转向系统力学模型的基础的现实意义。上，采用模拟退火优化算法对转向系统进行优化，提可靠性优化设计方法弥补了确定性优化设计高了汽车的操

7、纵稳定性；文献[3]中在转向系统有的不足，既能定量给出可靠度指标，又能得到问题限元模型的基础上，利用响应面法对转向系统固有的优化解，是一种更具工程应用前景的优化设计方频率进行了优化，改善了汽车NVH特性。法。文献[7]中将可靠性理论引入到飞机机翼传统的优化设计忽略了转向系统结构参数的不的优化设计中，结合空气动力学、结构动力学和优湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主课题(71375004)和湖南省研究生科研创新项目(CX2013B143)资助。原稿收到日期为2012年11月23日，修改稿收到日期为2013年6月5日。学兔

8、兔www.xuetutu.com!01．37)No．1路怀华，等：基于响应面法的汽车转向系统可靠性优化·103．化算法建立了飞机机翼的可靠性优化模型，优化结g‘果在满足飞机机翼力学性能可靠性约束条件下使√(()一一——1得结构质量最小。文献[8]中将可靠性分析与