[發(fā)明專利]汽車座椅導(dǎo)軌接觸部位剛度和阻尼優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410452664.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN104166778B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余慧杰;丁曉紅;張晨;韓佳慧;王海華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué);上海延鋒江森座椅有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司31229
• 代理人: 曾耀先

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車座椅導(dǎo)軌接觸部位剛度和阻尼的優(yōu)化方法，尤指一種基于試驗(yàn)和有限元分析的汽車座椅導(dǎo)軌接觸部位剛度和阻尼的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

汽車座椅導(dǎo)軌是汽車座椅與車身之間的連接件(主要由內(nèi)軌、外軌、鋼珠、保持架、卡舌等組成。隨著有限元計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用有限元技術(shù)對(duì)座椅各部件的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行建模仿真成為解決汽車座椅動(dòng)力學(xué)問題的有效手段，而能否建立準(zhǔn)確科學(xué)的座椅導(dǎo)軌有限元模型則成為影響仿真分析準(zhǔn)確性的主要因素。

在汽車座椅導(dǎo)軌有限元建模過程中，導(dǎo)軌內(nèi)部鋼珠與內(nèi)外軌之間結(jié)合部的建模一直是建模的難點(diǎn)，以往在對(duì)導(dǎo)軌模型進(jìn)行模態(tài)仿真和動(dòng)力學(xué)仿真時(shí)，或者是以簡(jiǎn)單接觸對(duì)來(lái)代替，或者直接以剛性連接代替。但是這樣顯然無(wú)法準(zhǔn)確模擬導(dǎo)軌內(nèi)結(jié)合部的正確連接關(guān)系，仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性難以得到保證。另外一種比較典型的方法是以若干彈簧阻尼單元構(gòu)成的動(dòng)力學(xué)模型來(lái)代替接觸。彈簧阻尼單元由剛度和阻尼兩個(gè)參數(shù)來(lái)決定其屬性。但是目前對(duì)彈簧剛度的獲取多采用解析法，對(duì)于阻尼多采用經(jīng)驗(yàn)值，如此有限元模型的準(zhǔn)確性同樣無(wú)法得到保障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車座椅導(dǎo)軌接觸部位剛度和阻尼的優(yōu)化方法，解決現(xiàn)有采用解析法獲取剛度和采用經(jīng)驗(yàn)值獲取阻尼而帶來(lái)的不準(zhǔn)確的問題。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：

本發(fā)明一種汽車座椅導(dǎo)軌接觸部位剛度和阻尼優(yōu)化方法，包括：

對(duì)汽車座椅導(dǎo)軌的樣件進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)，獲取模態(tài)試驗(yàn)中所述汽車座椅導(dǎo)軌的樣件的固有頻率及振型；

建立所述汽車座椅導(dǎo)軌的有限元模型，在所述有限元模型中于所述汽車座椅導(dǎo)軌中的鋼珠與內(nèi)外軌的結(jié)合部嵌入彈簧阻尼單元用以等效所述鋼珠；

通過優(yōu)化算法以模態(tài)試驗(yàn)中所述汽車座椅導(dǎo)軌的樣件的固有頻率及振型為目標(biāo)值，以所述彈簧阻尼單元的剛度為設(shè)計(jì)變量，進(jìn)行所述彈簧阻尼單元的剛度優(yōu)化，從而獲得優(yōu)化后的等效剛度；

在給定激勵(lì)條件下對(duì)汽車座椅導(dǎo)軌的樣件進(jìn)行掃頻試驗(yàn)，獲取響應(yīng)點(diǎn)的樣件響應(yīng)曲線；

以相同的激勵(lì)對(duì)所述汽車座椅導(dǎo)軌的有限元模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，輸出對(duì)應(yīng)所述汽車座椅導(dǎo)軌的有限元模型的響應(yīng)點(diǎn)的有限元模型響應(yīng)曲線；

通過優(yōu)化軟件對(duì)所述樣件響應(yīng)曲線和所述有限元模型響應(yīng)曲線進(jìn)行擬合，在擬合過程中所述彈簧阻尼單元的阻尼作為設(shè)計(jì)變量，進(jìn)行所述彈簧阻尼單元的阻尼優(yōu)化，從而獲得優(yōu)化后的等效阻尼；

以優(yōu)化所得等效剛度及阻尼重新建立汽車座椅導(dǎo)軌的有限元模型。

通過試驗(yàn)和有限元優(yōu)化相結(jié)合的方法，可以快速獲取汽車座椅導(dǎo)軌內(nèi)部鋼珠與內(nèi)外軌之間結(jié)合部的剛度和阻尼參數(shù)，相比現(xiàn)有采用解析法獲取剛度和采用經(jīng)驗(yàn)值獲取阻尼的方法所得剛度和阻尼值更加準(zhǔn)確。據(jù)此，汽車座椅導(dǎo)軌建模可以準(zhǔn)確模擬導(dǎo)軌內(nèi)部鋼珠與內(nèi)外軌之間結(jié)合部的正確連接關(guān)系，仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性得到較好的保證。

本發(fā)明汽車座椅導(dǎo)軌接觸部位剛度和阻尼優(yōu)化方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，運(yùn)用如下目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行所述彈簧阻尼單元的剛度優(yōu)化：

F(f₁，f₂)＝(F₁-f₁)²+(F₂-f₂)²

其中：F₁，F(xiàn)₂為模態(tài)試驗(yàn)中所述汽車座椅導(dǎo)軌的固有頻率值，f₁，f₂為基于所述有限元模型計(jì)算模態(tài)固有頻率值。

本發(fā)明汽車座椅導(dǎo)軌接觸部位剛度和阻尼優(yōu)化方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，運(yùn)用如下目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行所述彈簧阻尼單元的阻尼優(yōu)化：