汽车行驶动力学性能的多目标优化_宋康.pdf

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1、第４５卷第２期吉林大学学报（工学版）Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．２２０１５年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｒ．２０１５汽车行驶动力学性能的多目标优化宋康１，陈潇凯１，林逸２（１．北京理工大学机械与车辆学院，北京１０００８１；２．北京汽车股份有限公司汽车工程研究院，北京１０１３００）摘要：在１／４车辆模型的基础上建立７自由度人体－座椅－悬架模型。选取座垫加速度、悬架动挠度和车轮动载荷作为目标函数，根据参数灵敏度分析结果选择悬架和座垫参数作为设计变量。利用无量

2、纲化消除多行驶工况对优化计算的影响，在此基础上建立了车辆行驶动力学性能多目标优化模型。选择带精英策略的非支配排序遗传算法（ＮＳＧＡ－ＩＩ）对优化模型进行求解，得到了Ｐａｒｅｔｏ最优解集与Ｐａｒｅｔｏ前沿。优化结果显示：适当减小座椅座垫刚度并增大阻尼有助于改善乘坐舒适性并且几乎不影响其他性能；Ｐａｒｅｔｏ最优解集中的悬架刚度与阻尼呈线性正相关关系，这也决定了乘坐舒适性和悬架动挠度不可能同时达到最优设计；根据车轮动载荷的设计水平可以近似确定轮胎刚度。关键词：车辆工程；行驶动力学；多目标优化；无量纲化中图分类号：Ｕ４６１．１文献标志码：Ａ文章

3、编号：１６７１－５４９７（２０１５）０２－０３５２－０６ＤＯＩ：１０．１３２２９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｄｘｂｇｘｂ２０１５０２００３Ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｖｅｈｉｃｌｅｒｉｄｅｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｓ１，ＣＨＥＮＸｉａｏ－ｋａｉ１，ＬＩＮＹｉ２ＳＯＮＧＫａｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，ＢＡＩ

4、ＣＭｏｔｏｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｈｕｍａｎ－ｓｅａｔ－ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｍｏｄｅｌｗｉｔｈｓｅｖｅｎｄｅｇｒｅｅｓ－ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍｗａｓｂｕｉｌｔｏｎａ１／４ｃａｒｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｏｒｋｓｐａｃｅａｎｄｄｙｎａｍｉｃｔｉｒｅｌｏａｄｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｎｄｓｅａｔｃｕｓｈｉｏｎｗｅｒｅ

5、ｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｖａｒｉａｂｌｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ．Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｍｅｔｈｏｄｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｎａｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｂｕｉｌｔｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｒｉｄｅｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｖｅｈｉｃｌｅ．Ｎｏｎ－ｄｏ

6、ｍｉｎａｔｅｄＳｏｒｔｉｎｇＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ－ＩＩ（ＮＳＧＡ－ＩＩ）ｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄＰａｒｅｔｏｏｐｔｉｍａｌｓｅｔａｎｄＰａｒｅｔｏｆｒｏｎｔｉｅｒｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｅａｔｃｕｓｈｉｏｎｗｉｔｈｓｍａｌｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｌａｒｇｅｄａｍｐｉｎｇｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｒｉｄｅｃｏｍｆｏｒｔｗｉｔｈｏｕｔｗｏｒｓｅｎｉｎｇｏｔｈｅｒｂｅｈａｖｉｏｒｓ．ＩｎＰａｒｅｔｏｏｐｔｉｍａｌｓｅｔ，ｔｈｅ

7、ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｓｌｉｎｅａｒｌｙｄｉｒｅｃｔｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｄａｍｐｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｄｅｃｉｄｅｓｔｈａｔｏｐｔｉｍａｌｒｉｄｅｃｏｍｆｏｒｔａｎｄｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｏｒｋｓｐａｃｅｃａｎｎｏｔｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．Ｔｉｒｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃａｎｂｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｄｙｎａｍｉｃｔｉｒｅｌｏａｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｒｉｄｅｄｙｎａｍｉｃｓ；ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅ

8、ｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｍｅｔｈｏｄ收稿日期：２０１３－０９－０５．基金项目：国家自然科学基金项目（５１２７５０４０，５０９０５０１７）．作者简介：宋康（１９８７－），