[發明專利]微面汽車底盤傳動軸優化與后驅動橋動力學分析平臺

有效

• 申請號: 201110174055.0
• 申請日: 2011-06-26
• 公開（公告）號: CN102254064A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 李惠彬;余波;馬超;阿外思;張晨霞
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;重慶長安汽車股份有限公司;北京信息科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;高燕燕

1.一種微面汽車底盤傳動軸優化與后橋驅動橋動力學分析平臺，其特征在于，包括功能選擇單元、運動分析單元、動力學分析單元、數據庫；

功能選擇單元，根據用戶選定的功能啟動運動分析單元或動力學分析單元；

運動分析單元具體包括運動分析參數輸入模塊、運動狀態分析模塊、傳動軸布置優化模塊、運動分析結果輸出模塊；

運動分析參數輸入模塊，用于在運動分析單元被啟動后，接收用戶給定的分析參數，包括傳動軸的布置方式、傳動軸輸入端萬向節夾角θ₁的初始值θ_1，0、傳動軸輸出端萬向節夾角θ₂的初始值θ_2，0、傳動軸輸入端角速度ω₁和傳動軸輸入端角加速度ε₁；將輸入的分析參數輸出給運動狀態分析模塊和傳動軸布置優化模塊，并備份到數據庫；

運動狀態分析模塊，用于將優化前后的分析參數代入傳動軸運動模型，得到傳動軸輸出端旋轉一周過程中的角速度和角加速度的變化數據，并輸出給運動分析結果輸出模塊顯示以及輸出給數據庫存儲；

傳動軸布置優化模塊，以傳動軸輸入端萬向節的夾角θ₁和傳動軸輸出端萬向節的夾角θ₂為優化參變量，以傳動軸萬向節當量殘差角最小為目標函數，優化過程采取復合形算法進行；對復合形進行最壞點查找、替換和反復迭代，最終完成優化計算；將復合形最優點對應的傳動軸兩個萬向節軸傾角作為優化結果，輸出給運動分析結果輸出模塊顯示以及輸出給數據庫存儲；

復合形法所用的目標函數和約束條件分別為：

目標函數：minz=|θ12-θ22|;]]>

約束條件：|θ₁-θ₂|≤6⁰

ε₃≤500rad/s²；

ω₃、ε₃≥0；θ₁，θ₂≥0；

其中，ω₃、ε₃分別為傳動軸輸出端角位移、角速度和角加速度；在已知θ₁、θ₂、傳動軸輸入端角速度ω₁和傳動軸輸入端角加速度ε₁的情況下，可以利用傳動軸運動學模型計算得到ω₃、ε₃；

運動分析結果輸出模塊，用于將運動狀態分析模塊輸出的變化數據繪制成變化曲線進行顯示和/或輸出；將傳動軸布置優化模塊獲得優化結果顯示和/或輸出；

動力學分析單元包括參數配置模塊、固有頻率和主振型分析模塊、振動響應分析模塊、動力分析結果輸出模塊；

參數配置模塊，用于當所在動力學分析單元被啟動后，接收外部輸入的待分析后驅動橋的型號，如果該型號的驅動橋為數據庫中已有的驅動橋，則從數據庫中調取待分析后驅動橋的基本力學參數；否則，接收外部輸入的待分析后驅動橋的基本力學參數，并將型號和基本力學參數對應保存到數據庫中；將得到的待分析后驅動橋的基本力學參數發送給固有頻率分析模塊和主振型分析模塊；

固有頻率和主振型分析模塊，用于在被動力學分析結果輸出模塊啟動后，利用來自參數配置模塊的待分析后驅動橋的基本力學參數，計算第1階到第6階的固有頻率和主振型，供動力分析結果輸出模塊調用；并將計算結果備份到數據庫；

振動響應分析模塊，用于在被動力學分析結果輸出模塊啟動后，利用來自參數配置模塊的待分析后驅動橋的基本力學參數以及用戶輸入的輸入端萬向節的當前夾角θ₁、輸出端萬向節的當前夾角θ₂、任意給定的轉動軸輸入端角速度ω₁，計算各節點振動角位移、角速度和角加速度的時域波形和頻譜圖，供動力學分析結果輸出模塊調用；并將計算結果備份到數據庫；

動力學分析結果輸出模塊，在接收到用戶輸入的固有頻率和主振型分析指令時，啟動固有頻率和主振型分析模塊開始分析，然后從固有頻率和主振型分析模塊讀取用戶選定階數的固有頻率和主振型數據，并以圖形和數據形式顯示；在接收到用戶輸入的振動響應分析指令時，彈出對話框提示用戶輸入θ₁、θ₂和ω₁，用戶輸入完成后啟動振動響應分析模塊開始分析，然后從振動響應分析模塊讀取各個節點的振動角位移、角速度和角加速度的時域波形和頻譜圖，根據用戶選定的節點號和參數類型顯示相應曲線；

數據庫，用于存儲后驅動橋的型號和基本力學參數、用戶輸入的各種參數、運動分析結果和動力學分析結果。