[發(fā)明專利]一種汽車傳動(dòng)軸高抗扭可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810570383.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN108920764A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬毅;黃海隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京中北知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11253
• 代理人: 陳孝政

1.一種汽車傳動(dòng)軸高抗扭可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)根據(jù)汽車傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)和材料特性，確定影響汽車傳動(dòng)軸可靠性的參數(shù)；

(2)建立汽車傳動(dòng)軸高抗扭可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)的多目標(biāo)函數(shù)；

(3)建立優(yōu)化設(shè)計(jì)多模式約束條件；

(4)對(duì)汽車傳動(dòng)軸高抗扭可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)模型進(jìn)行求解，獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車傳動(dòng)軸高抗扭可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟(1)，在功率一定的情況下，影響汽車傳動(dòng)軸可靠性的參數(shù)設(shè)：傳動(dòng)軸的彈性模量為E、傳動(dòng)軸的長度為L、軸的外徑為D，軸的內(nèi)徑為d,取優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)為：

X＝(x₁,x₂,x₃,x₄)^T＝(D,d,E,L)^T。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車傳動(dòng)軸高抗扭可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟(2)，建立汽車傳動(dòng)軸高抗扭強(qiáng)度可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)，包括下列子步驟：

(2.11)計(jì)算汽車傳動(dòng)軸的抗扭剛度：

式中，W_T為傳動(dòng)軸的抗扭截面模量，D為傳動(dòng)軸的外徑，d為傳動(dòng)軸的內(nèi)徑；

(2.12)計(jì)算傳動(dòng)軸所受的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：

式中，τ為傳動(dòng)軸所受的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，T為扭轉(zhuǎn)力矩；

(2.13)計(jì)算傳動(dòng)軸所受的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力均值和標(biāo)準(zhǔn)差：

式中，分別為扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)力矩和傳動(dòng)軸的抗扭截面模量的均值，C_τ為扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的變差系數(shù)，σ_τ為扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)差；

(2.14)計(jì)算傳動(dòng)軸剪切強(qiáng)度均值和標(biāo)準(zhǔn)差：

采用變差系數(shù)法求得汽車傳動(dòng)軸剪切強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差：

式中，S為汽車傳動(dòng)軸剪切強(qiáng)度，C_S和σ_S分別為傳動(dòng)軸剪切強(qiáng)度的均值、變差系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差；

(2.15)計(jì)算汽車傳動(dòng)軸抗扭強(qiáng)度可靠度：

根據(jù)隨機(jī)分布干涉理論的極限狀態(tài)方程：

g₁(X)＝S-τ＝S-T/W_T≥0

求得汽車傳動(dòng)軸抗扭強(qiáng)度可靠性指標(biāo)β_τ:

根據(jù)強(qiáng)度可靠性指標(biāo)，計(jì)算出汽車傳動(dòng)軸抗扭強(qiáng)度可靠度R_τ：

R_τ＝Φ(β_τ)；

(2.16)把參數(shù)對(duì)抗扭可靠度的敏感度嵌入到模型中，建立汽車傳動(dòng)軸高抗扭強(qiáng)度可靠性容差優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)：

式中，X＝(x₁,x₂,x₃,x₄)^T＝(D,d,E,L)^T。