[發(fā)明專(zhuān)利]一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和優(yōu)化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110024059.0
• 申請(qǐng)日: 2011-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102609551B
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波;魯平;湯林生;葉子青
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京汽車(chē)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動(dòng)力技術(shù)，特別是指一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和 優(yōu)化裝置。

背景技術(shù)

汽車(chē)的噪聲和振動(dòng)(NVH，Noise、Vibration&Harshness)性能已經(jīng)成為車(chē)輛 技術(shù)水平的重要內(nèi)容，人們對(duì)整車(chē)的NVH也同時(shí)提出越來(lái)越高的要求。發(fā)動(dòng) 機(jī)是整車(chē)最為主要的振動(dòng)噪聲源，懸置是連接發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤(pán)的振動(dòng)系統(tǒng)，其對(duì) 整車(chē)NVH有著非常重要的作用。通過(guò)對(duì)懸置系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在很大程 度上提供整車(chē)的NVH性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)供應(yīng)商或高校科研單位都是以Adams等多體動(dòng)力學(xué) 軟件或Matlab數(shù)學(xué)軟件為研究懸置性能的工具，應(yīng)用的多種的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法， 實(shí)現(xiàn)了部分的單一優(yōu)化目標(biāo)。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下問(wèn)題：懸置系統(tǒng)本身是一個(gè)較為復(fù)雜的振動(dòng) 系統(tǒng)，存在支撐、限位和隔振等多重功能，各種功能相互聯(lián)系，甚至相互制約， 這就需要優(yōu)化過(guò)程具有多目標(biāo)的優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)全局特性下的最優(yōu)解，但現(xiàn)有 技術(shù)無(wú)法提供相應(yīng)的優(yōu)化方法以獲得全局特性下的多目標(biāo)最優(yōu)解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法 和優(yōu)化裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的單一優(yōu)化不能實(shí)現(xiàn)最佳懸置性能 優(yōu)化的缺陷。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 優(yōu)化方法，包括：步驟一，建立動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的空間六自由度振動(dòng)模型的 微分方程：其中，M為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的質(zhì)量矩 陣，C為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的阻尼矩陣，K為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的剛度矩陣， q為廣義坐標(biāo)列向量，{F(t)}為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)所受的激勵(lì)力列向量，為廣 義坐標(biāo)列向量的一階導(dǎo)數(shù)，為廣義坐標(biāo)列向量的二階導(dǎo)數(shù)；步驟二，根據(jù)所 述微分方程對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有特性進(jìn)行分析，得出固有頻率、固有頻 率對(duì)應(yīng)的固有振型以及六個(gè)自由度之間的振動(dòng)能量耦合；步驟三，根據(jù)各階所 述固有頻率、固有振型和所述振動(dòng)能量耦合，建立所述動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的多 目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；步驟四，以粒子群優(yōu)化算法對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的所述固有頻 率和所述振動(dòng)能量耦合進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

所述的方法中，所述步驟一中，通過(guò)如下方式獲取空間六自由度振動(dòng)模型 的微分方程中的各個(gè)變量；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣 式中，m為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的質(zhì)量，J_x、J_y、 J_z為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)繞質(zhì)心坐標(biāo)系OXYZ的X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， J_xy、J_yz、J_xz為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)在XY平面、YZ平面和XZ平面的慣性積 且滿足J_xy＝J_yx，J_yz＝J_zy和J_xz＝J_zx；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的剛度矩陣為 式中，[D_i]為懸置彈性中心的位移矩陣，且 x_i，y_i，z_i為第i個(gè)懸置彈性中心位置在質(zhì)心坐標(biāo)系 OXYZ中的坐標(biāo)，[T_i]為懸置彈性主軸的夾角矩陣，且 [k_i]為懸置主軸的剛度矩陣，且廣 義坐標(biāo)列向量q為{q}＝[x，y，z，θ_x，θ_y，θ_z]^T；激勵(lì)力列向量{F(t)}為

所述的方法中，所述步驟二中通過(guò)如下方式對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻 率、振動(dòng)能量耦合進(jìn)行解耦分析：由動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的自由振動(dòng)微分方程 可知|K-ω²M|＝0，且其解ω_j為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的第j階固有 圓頻率，對(duì)應(yīng)的固有頻率為f＝ω/2π，將所述固有圓頻率帶入所述自由振動(dòng)微 分方程得到固有振型φ；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)以第j階模態(tài)振動(dòng)時(shí)，第k個(gè)廣義 坐標(biāo)分配的能量占動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)總能量的百分比為： 式中，j＝1，2，3，4，5或6，φ(k，j) 和φ(l，j)分別是第j階振型的第k個(gè)和第l個(gè)元素，M(k，l)為動(dòng)力總成懸置系統(tǒng) 質(zhì)量矩陣的第k行、第l列元素；當(dāng)EP_jk為100％時(shí)，則動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)作 第j階模態(tài)振動(dòng)時(shí)能量全部集中在第k個(gè)廣義坐標(biāo)上，第j階模態(tài)振動(dòng)完全解 耦。