基于模态匹配的车架动态特性优化.pdf

《基于模态匹配的车架动态特性优化.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、2016年(第38卷)第12期汽车工程AutomotiveEngineering基于模态匹配的车架动态特性优化术陈无畏1，邓书朝1，黄(1合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009；22016235鹤1，谢有浩2安徽长丰扬子汽车制造有限公司，滁州239064)[摘要]针对某皮卡车特定车速下的异常振动问题，对其车架进行有限元模态分析。根据车架的模态分布提出模态匹配策略，为此，采用Kriging代理模型和多目标遗传算法，对车架动态特性进行优化。优化结果表明：车架低阶模态避开了可能发生共振的频段，同时实现了车架轻量化与刚度提升；对比优化前后道路行驶测试结果，验证了优

2、化方案的有效性。关键词：车架；模态匹配；代理模型；多目标优化DynamicCharacteristicsOptimizationofFrameforModalMatchingChenWuweil．DengShucha01．HuangHel＆XieYouha021．SchoolofMechanicalandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei2300092．AnhuiChangfengYangziAutomobileManufacturingCo．，Ltd．，Chuzhou239064[Abst

3、ract]Aimingattheabnormalvibrationofapick—uptruckatspecificspeed，afiniteelementmodala-nalysisonitsflameisconducted．Accordingtothemodaldistributionofframeobtained，amodalmatehingstrategyisproposed，forwhichthedynamiccharacteristicsofflameisoptimizedwithKrigingsurrogatemodelandmulti-ob—ject

4、ivegeneticalgorithm．Theresultsofoptimizationshowthatthelow—ordermodesofflameiskeptawayfromfre—quencybandofpossibleresonancewithitsstiffnessincreasesandlightweightingachieved．Thecomparisonbetweenroadtestresultsbeforeandafteroptimizationverifiestheeffectivenessofoptimizationschemeadopted

5、．Keywords：flame；modalmatching；surrogatemodel；multi-objectiveoptimization日lj吾随着振动理论及相关学科的发展，汽车结构设计需要结合静态和动态两方面进行，在外部激励作用下更易于表现出动态特性。因此，在汽车设计与评价时自然要把其动态特性作为重要因素来考虑，并且对其要求越来越高¨之o。模态分析是振动理论的一个重要分支，是研究结构动态特征的一种近代方法。模态匹配是基于模态分析对结构模态频率合理分布的研究。车架作为皮卡车的重要总成，其低阶弹性模态不仅反映车架整体刚度性能，而且是汽车常规振动特性的关键指标，

6、也是汽车新品开发的重要考核内容’3“。。目前，国内外学者主要针对整车级模态匹配与结构动态特性的优化进行研究。文献[7]中分析了汽车各系统的振动情况，在汽车NVH正向设计流程的基础上，总结出整车模态匹配的策略与流程，并将其应用到某新车型开发中，很好地解决了各系统间的模态匹配问题。文献[8]中基于模态测试技术建立汽车主要子系统及部件的模态频率分布表，分析标准载荷工况下汽车NVH特性，提出样车整车级模态匹配策略。文献[9]中采用D一最优试验设计方法对汽车前部关键吸能部件的材料和板料厚度进行多参数空问的样本数据设计与近似模型构建，并利用多目标遗传算法对其进行优化，使得B柱动

7、态特性得以改善，同时也实现了整车轻量化设计。文献[10]中采用试验设计和近似方法构造响应面代理。国家自然科学基金(51375131)和安徽省自然科学基金青年项目(1508085QE92)资助。原稿收到日期为2015年11月25日，修改稿收到日期为2016年1月15日。陈无畏，等：基于模态匹配的车架动态特性优化·1489·模型，对某客车结构进行基于振动加速度特性、疲劳耐久性和车身骨架质量的多目标优化。本文中针对车架的多目标优化构建了一个基于哈默斯雷采样的Kriging近似模型，以拉丁超立方采样作为模型额外校正样本点来增加对近似模型拟合质量的评价。进而，对车架进行基