基于多学科多目标的车架结构轻量化设计
2022-04-21何睿
噪声与振动控制 2022年2期
何 睿
(江西科技学院 艺术设计学院,南昌330098)
车架是载货汽车最关键的部件之一,其主要承受驾驶室、发动机、变速箱和货箱的重力场载荷,以及源自凹凸不平路面的振动激励。当振动激励频率与车架的固有频率耦合时,车架将产生共振,从而引起振动疲劳。当车架的刚度性能较弱时,车架将产生弯曲变形和扭转变形,影响车辆的稳定性。当车架的强度性能偏低时,容易产生疲劳风险。因此车架需要具备一定的模态性能、刚度性能和强度性能,其各项性能对车辆的舒适性、安全性和可靠性至关重要。与此同时,汽车的重量每减小10%,其油耗能够降低6%[1],同时也能够减少尾气排放量。因此在车架各项性能满足要求的前提下,应尽量减轻车架的重量。
何文斌等[2]采用有限元方法和试验方法对某车架的动态特性进行分析,并对车架的弯曲和扭转工况进行强度分析,其应力和变形均符合要求。张健等[3]采用模拟退火算法对某车架横梁截面尺寸进行优化设计,得到了其最优的尺寸,优化之后其强度性能和模态性能满足要求,并且减重13.43 %。任明等[4]采用最优拉丁方法对某车架的结构参数进行试验设计,然后建立Kriging 近似模型,再采用模糊多目标粒子群算法对其进行优化设计,得到其最优解,最终实现了车架的轻量化。钟自锋[5]采用有限元方法对某副车架进行模态分析,并进行试验对标,然后基于悬架动力学模型对其进行强度分析,再对其料厚进行多学科多目标优化设计,最后其重量减小了17.1%。……
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