本發(fā)明屬于動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)，尤其涉及一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的動(dòng)力總成計(jì)算，在解耦計(jì)算過程中，需要手動(dòng)調(diào)整，效率不高。有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計(jì)一種新解耦算法，以便克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，可減少人工手動(dòng)調(diào)試時(shí)間，保證動(dòng)力總成懸置解耦結(jié)果質(zhì)量，提高計(jì)算效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，所述參數(shù)優(yōu)化方法包括：步驟1、優(yōu)化函數(shù)的形成步驟；在可行域內(nèi)構(gòu)件具有n個(gè)頂點(diǎn)的初始復(fù)合形；對此復(fù)合形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，找出目標(biāo)函數(shù)值最大的點(diǎn)，即最壞點(diǎn)，將其剔除；再按照設(shè)定的規(guī)律構(gòu)建出新的復(fù)合形，直至計(jì)算收斂；設(shè)定的規(guī)律選用收縮法，無論如何變化，新頂點(diǎn)仍在設(shè)計(jì)空間內(nèi)，只需判斷新頂點(diǎn)是否較最壞點(diǎn)有改善；其計(jì)算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中，Xk為收縮點(diǎn)，即新點(diǎn)，β為收縮系數(shù)；Xb為最低點(diǎn)，Xh為最高點(diǎn)；據(jù)此公式，編程時(shí)即以最高點(diǎn)構(gòu)建初始復(fù)合形；步驟2、動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦率的計(jì)算步驟；將動(dòng)力總成看成具有6自由度的剛體，其特征包括動(dòng)力總成位置、動(dòng)力總成質(zhì)量參數(shù)，并在其質(zhì)心處建立坐標(biāo)系，x軸指向汽車后方，y向通過質(zhì)心指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端，z向由x和y向通過右手定則確定，而懸置則被簡化成在動(dòng)力總成坐標(biāo)系中某一位置處具有三向平動(dòng)剛度和阻尼的彈簧；其計(jì)算公式如下：k-ω^2*M＝0，其中k為懸置系統(tǒng)的剛度矩陣，與懸置相對于質(zhì)心的位置和剛度有關(guān)，M為動(dòng)力總成質(zhì)量矩陣，由質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量構(gòu)成，矩陣如下：M=mmmJx-Jxy-Jxz-JxyJy-Jyz-Jxz-JyzJz]]>J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的各方向分量，解此矩陣方程得到懸置系統(tǒng)頻率和振型；其振動(dòng)能量分布按照公式：Eij=mijφij2ωi2Σj=16Mijφij2ωi2]]>其中，mij為質(zhì)量矩陣第i行第j列的元素；φij是第i階振型第j個(gè)元素，ωi為相應(yīng)的第i階頻率；步驟3、目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量的選取步驟；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化為多目標(biāo)優(yōu)化，所以各目標(biāo)值采取加權(quán)的方法得到最終的同一目標(biāo)值，加權(quán)值根據(jù)需要增加或減??；目標(biāo)函數(shù)選取：(1)Ry、Tz方向的能量解耦值，要求大于90％；Ry為Y向轉(zhuǎn)動(dòng)能量值，Tz為Z向平動(dòng)能量解耦值，以下?lián)祟愅疲?2)Tz方向頻率避開5至8Hz的范圍，取8至11Hz，Rx避開Tz所在的頻率，與其它方向頻率間隔1至1.5Hz；(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80％，頻率在5至怠速激勵(lì)n/30，頻率相互間隔1至1.5Hz；(4)振動(dòng)傳遞率：λ為頻率比，為怠速激勵(lì)頻率與動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)頻率的比值，ζ為阻尼比，ζ＝C/Cc，c記為阻尼，普通橡膠懸置的c近似為零，Cc為臨界阻尼；所以系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞率與λ成正比；設(shè)計(jì)變量根據(jù)需要選取，因?yàn)閯?dòng)力總成位置及車身邊界在汽車總體規(guī)劃中已基本確定，另外因?yàn)榘惭b支架的經(jīng)濟(jì)性要求，懸置的位置和角度確定，所以選擇各懸置的三向剛度為設(shè)計(jì)變量，或者增加懸置的位置、懸置的安裝角度為設(shè)計(jì)變量；設(shè)計(jì)約束為懸置的剛度在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)的剛度組合，以橡膠的壓剪比在3至8之間進(jìn)行約束；或者懸置共用的，設(shè)置共用懸置的剛度相同或者成比例；步驟4、分析結(jié)果的重排輸出步驟。一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，所述參數(shù)優(yōu)化方法包括：步驟1、優(yōu)化函數(shù)的形成步驟；在可行域內(nèi)構(gòu)件具有n個(gè)頂點(diǎn)的初始復(fù)合形；對此復(fù)合形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，找出目標(biāo)函數(shù)值最大的點(diǎn)，即最壞點(diǎn)，將其剔除；再按照設(shè)定的規(guī)律構(gòu)建出新的復(fù)合形，直至計(jì)算收斂；步驟2、動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦率的計(jì)算步驟；將動(dòng)力總成看成具有6自由度的剛體，其特征包括動(dòng)力總成位置、動(dòng)力總成質(zhì)量參數(shù)，并在其質(zhì)心處建立坐標(biāo)系，x軸指向汽車后方，y向通過質(zhì)心指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端，z向由x和y向通過右手定則確定，而懸置則被簡化成在動(dòng)力總成坐標(biāo)系中某一位置處具有三向平動(dòng)剛度和阻尼的彈簧；步驟3、目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量的選取步驟；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化為多目標(biāo)優(yōu)化，所以各目標(biāo)值采取加權(quán)的方法得到最終的同一目標(biāo)值，加權(quán)值根據(jù)需要增加或減小；步驟4、分析結(jié)果的重排輸出步驟。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟1中，設(shè)定的規(guī)律選用收縮法，無論如何變化，新頂點(diǎn)仍在設(shè)計(jì)空間內(nèi)，只需判斷新頂點(diǎn)是否較最壞點(diǎn)有改善；其計(jì)算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中，Xk為收縮點(diǎn)，即新點(diǎn)，β為收縮系數(shù)；Xb為最低點(diǎn)，Xh為最高點(diǎn)；據(jù)此公式，編程時(shí)即以最高點(diǎn)構(gòu)建初始復(fù)合形。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟2中，計(jì)算公式如下：k-ω^2*M＝0，其中k為懸置系統(tǒng)的剛度矩陣，與懸置相對于質(zhì)心的位置和剛度有關(guān)，M為動(dòng)力總成質(zhì)量矩陣，由質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量構(gòu)成，矩陣如下：M=mmmJx-Jxy-Jxz-JxyJy-Jyz-Jxz-JyzJz]]>J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的各方向分量，解此矩陣方程得到懸置系統(tǒng)頻率和振型；其振動(dòng)能量分布按照公式：Eij=mijφij2ωi2Σj=16Mijφij2ωi2]]>其中，mij為質(zhì)量矩陣第i行第j列的元素；φij是第i階振型第j個(gè)元素，ωi為相應(yīng)的第i階頻率。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟3中，目標(biāo)函數(shù)選?。?1)Ry、Tz方向的能量解耦值，大于90％；Ry為Y向轉(zhuǎn)動(dòng)能量值，Tz為Z向平動(dòng)能量解耦值，以下?lián)祟愅疲?2)Tz方向頻率避開5至8Hz的范圍，取8至11Hz，Rx避開Tz所在的頻率，與其它方向頻率間隔1至1.5Hz；(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80％，頻率在5至怠速激勵(lì)n/30，頻率相互間隔1至1.5Hz；(4)振動(dòng)傳遞率：λ為頻率比，為怠速激勵(lì)頻率與動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)頻率的比值，ζ為阻尼比，ζ＝C/Cc，c記為阻尼，普通橡膠懸置的c近似為零，Cc為臨界阻尼；所以系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞率與λ成正比；設(shè)計(jì)變量根據(jù)需要選取，因?yàn)閯?dòng)力總成位置及車身邊界在汽車總體規(guī)劃中已基本確定，另外因?yàn)榘惭b支架的經(jīng)濟(jì)性要求，懸置的位置和角度確定，所以選擇各懸置的三向剛度為設(shè)計(jì)變量，或者增加懸置的位置、懸置的安裝角度為設(shè)計(jì)變量；設(shè)計(jì)約束為懸置的剛度在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)的剛度組合，以橡膠的壓剪比在3至8之間進(jìn)行約束；或者懸置共用的，設(shè)置共用懸置的剛度相同或者成比例。一種動(dòng)力總成懸置解耦優(yōu)化算法，所述算法包括：初始復(fù)合形的形成、收縮、迭代對比計(jì)算、結(jié)果重排、結(jié)果輸出；所述方法求解約束優(yōu)化設(shè)計(jì)的直接解法，是單純形法在三維領(lǐng)域的延伸，其基本思路是在可行域內(nèi)構(gòu)件具有n個(gè)頂點(diǎn)的初始復(fù)合形。對此復(fù)合形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，找出目標(biāo)函數(shù)值最大的點(diǎn)，即最壞點(diǎn)，將其剔除；再按照一定的規(guī)律，如反射、擴(kuò)張、收縮等，構(gòu)建出新的復(fù)合形，直至計(jì)算收斂。所述優(yōu)化算法不必保持規(guī)則的圖形，對目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)無特殊要求，適應(yīng)性較強(qiáng)。本搜索方法選用收縮法，其優(yōu)點(diǎn)是無論變化如何，新頂點(diǎn)仍在設(shè)計(jì)空間內(nèi)，只需判斷新頂點(diǎn)是否較最壞點(diǎn)有改善。其計(jì)算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中Xk為收縮點(diǎn)，即新點(diǎn)，β為收縮系數(shù)，可取0.7。Xb為最低點(diǎn)，Xh為最高點(diǎn)。據(jù)此公式，編程時(shí)即以最高點(diǎn)構(gòu)建初始復(fù)合形。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，可減少人工手動(dòng)調(diào)試時(shí)間，能自動(dòng)、智能、高效地計(jì)算系統(tǒng)的解耦計(jì)算結(jié)果，優(yōu)化懸置剛度，提高計(jì)算效率，保證動(dòng)力總成懸置解耦結(jié)果質(zhì)量。附圖說明圖1為本發(fā)明動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法的流程圖。圖2為懸置則被簡化成在動(dòng)力總成坐標(biāo)系中某一位置處的示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，所述參數(shù)優(yōu)化方法包括：【步驟1】優(yōu)化函數(shù)的形成步驟；在可行域內(nèi)構(gòu)件具有n個(gè)頂點(diǎn)的初始復(fù)合形；對此復(fù)合形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，找出目標(biāo)函數(shù)值最大的點(diǎn)，即最壞點(diǎn)，將其剔除；再按照設(shè)定的規(guī)律構(gòu)建出新的復(fù)合形，直至計(jì)算收斂；設(shè)定的規(guī)律選用收縮法，無論如何變化，新頂點(diǎn)仍在設(shè)計(jì)空間內(nèi)，只需判斷新頂點(diǎn)是否較最壞點(diǎn)有改善；其計(jì)算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中，Xk為收縮點(diǎn)，即新點(diǎn)，β為收縮系數(shù)；Xb為最低點(diǎn)，Xh為最高點(diǎn)；據(jù)此公式，編程時(shí)即以最高點(diǎn)構(gòu)建初始復(fù)合形；【步驟2】動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦率的計(jì)算步驟；將動(dòng)力總成看成具有6自由度的剛體，其特征包括動(dòng)力總成位置、動(dòng)力總成質(zhì)量參數(shù)，并在其質(zhì)心處建立坐標(biāo)系，x軸指向汽車后方，y向通過質(zhì)心指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端，z向由x和y向通過右手定則確定，而懸置則被簡化成在動(dòng)力總成坐標(biāo)系中某一位置處具有三向平動(dòng)剛度和阻尼的彈簧，其示意如圖2所示；其計(jì)算公式如下：k-ω^2*M＝0，其中k為懸置系統(tǒng)的剛度矩陣，與懸置相對于質(zhì)心的位置和剛度有關(guān)，M為動(dòng)力總成質(zhì)量矩陣，由質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量構(gòu)成，矩陣如下：M=mmmJx-Jxy-Jxz-JxyJy-Jyz-Jxz-JyzJz]]>J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的各方向分量，解此矩陣方程得到懸置系統(tǒng)頻率和振型；其振動(dòng)能量分布按照公式：Eij=mijφij2ωi2Σj=16Mijφij2ωi2]]>其中，mij為質(zhì)量矩陣第i行第j列的元素；φij是第i階振型第j個(gè)元素，ωi為相應(yīng)的第i階頻率；【步驟3】目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量的選取步驟；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化為多目標(biāo)優(yōu)化，所以各目標(biāo)值采取加權(quán)的方法得到最終的同一目標(biāo)值，加權(quán)值根據(jù)需要增加或減小；目標(biāo)函數(shù)選取：(1)Ry、Tz方向的能量解耦值，要求大于90％；Ry為Y向轉(zhuǎn)動(dòng)能量值，Tz為Z向平動(dòng)能量解耦值，以下?lián)祟愅疲?2)Tz方向頻率避開5至8Hz的范圍，取8至11Hz，Rx避開Tz所在的頻率，與其它方向頻率間隔1至1.5Hz；(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80％，頻率在5至怠速激勵(lì)n/30，頻率相互間隔1至1.5Hz；(4)振動(dòng)傳遞率：λ為頻率比，為怠速激勵(lì)頻率與動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)頻率的比值，ζ為阻尼比，ζ＝C/Cc，c記為阻尼，普通橡膠懸置的c近似為零，Cc為臨界阻尼；所以系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞率與λ成正比；設(shè)計(jì)變量根據(jù)需要選取，因?yàn)閯?dòng)力總成位置及車身邊界在汽車總體規(guī)劃中已基本確定，另外因?yàn)榘惭b支架的經(jīng)濟(jì)性要求，懸置的位置和角度確定，所以選擇各懸置的三向剛度為設(shè)計(jì)變量，或者增加懸置的位置、懸置的安裝角度為設(shè)計(jì)變量；設(shè)計(jì)約束為懸置的剛度在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)的剛度組合，以橡膠的壓剪比在3至8之間進(jìn)行約束；或者懸置共用的，設(shè)置共用懸置的剛度相同或者成比例；步驟4、分析結(jié)果的重排輸出步驟。實(shí)施例二本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：動(dòng)力總成質(zhì)量參數(shù)mIxIyIzIxyIyzIxz130.86.26173.15455.4325-0.60480.6924-0.1837原設(shè)計(jì)懸置剛度方向KxKyKz左懸置15040130右懸置15040130后懸置1204040懸置位置依照初始剛度計(jì)算出的模態(tài)和能量分布10.739Hz5.8411Hz8.8764Hz17.4626Hz13.5709Hz20.2671Hz0.95680.00040.00560.00010.01790.01920.00070.99750.00000.00000.00010.00180.01120.00000.92680.01100.05060.00040.0009-0.00000.00470.97730.01710.00010.0164-0.00000.06320.00860.89900.01270.01400.0021-0.00030.00300.01530.9659從結(jié)果可以看出其解耦很好，但是最高頻率已經(jīng)顯著超出了18.14Hz的有效隔振范圍，所以需要對其優(yōu)化。編制程序，限定左右懸置Kx范圍為100-150，限定Ky范圍30-60，Kz范圍100-150；后懸置Kx范圍100-140，Ky范圍30-60，Kz范圍30-60，進(jìn)行尋優(yōu)計(jì)算，得出結(jié)果如下：KxKyKz左懸置12650120右懸置12650120后懸置1064040模態(tài)頻率和能量分布如下：9.9506Hz6.2952Hz8.5156Hz16.8814Hz12.8082Hz18.6781Hz0.96800.00100.00550.00030.00630.01880.00150.99530.00000.00030.00000.00280.00890.00000.91300.01080.06660.00070.00050.00020.00420.97300.01730.00480.0052-0.00000.07780.00600.89650.01450.01580.0035-0.00040.00950.01320.9584除了9.9506Hz方向的能量有所上升，其他方向解耦均下降，但是最高頻率下降很多，接近18.14Hz，隔振率改善。印證了懸置整體剛度越大，解耦率越好，但是隔振率會(huì)變差這一規(guī)律，所以懸置優(yōu)化是為了平衡解耦率和隔振率，另外盡可能地降低成本。實(shí)施例三一種動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，所述參數(shù)優(yōu)化方法包括：步驟1、優(yōu)化函數(shù)的形成步驟；在可行域內(nèi)構(gòu)件具有n個(gè)頂點(diǎn)的初始復(fù)合形；對此復(fù)合形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，找出目標(biāo)函數(shù)值最大的點(diǎn)，即最壞點(diǎn)，將其剔除；再按照設(shè)定的規(guī)律構(gòu)建出新的復(fù)合形，直至計(jì)算收斂；步驟2、動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦率的計(jì)算步驟；將動(dòng)力總成看成具有6自由度的剛體，其特征包括動(dòng)力總成位置、動(dòng)力總成質(zhì)量參數(shù)，并在其質(zhì)心處建立坐標(biāo)系，x軸指向汽車后方，y向通過質(zhì)心指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端，z向由x和y向通過右手定則確定，而懸置則被簡化成在動(dòng)力總成坐標(biāo)系中某一位置處具有三向平動(dòng)剛度和阻尼的彈簧；步驟3、目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量的選取步驟；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化為多目標(biāo)優(yōu)化，所以各目標(biāo)值采取加權(quán)的方法得到最終的同一目標(biāo)值，加權(quán)值根據(jù)需要增加或減?。徊襟E4、分析結(jié)果的重排輸出步驟。綜上所述，本發(fā)明提出的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，可減少人工手動(dòng)調(diào)試時(shí)間，能自動(dòng)、智能、高效地計(jì)算系統(tǒng)的解耦計(jì)算結(jié)果，優(yōu)化懸置剛度，提高計(jì)算效率，保證動(dòng)力總成懸置解耦結(jié)果質(zhì)量。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。當(dāng)前第1頁1 2 3