多学科与多材料匹配的客车车身轻量化优化设计

提出基于多材料匹配与模块化设计的客车车身轻量化设计方法.基于车身轻量化设计的多学科特性,结合Kriging近似技术与协同优化设计方法,建立基于侧翻安全性、顶部抗压学科的客车车身多学科优化设计模型,并采用遗传算法进行多学科数值寻优.优化结果表明:基于灵敏度分析的模块化设计能较好地降低车身设计维度,并获得具有较好力学性能的多材料匹配客车车身;多材料车身不仅改善车身的安全特性,而且提高车身顶部的抗压强度,并较好地达到轻量化设计的要求.     

基于概念设计的客车车身结构设计与优化系统

针对客车车身结构概念设计的特点，开发了客车车身结构概念设计与优化系统（简称BCD），建立了参数化的客车车身结构概念模型.以该模型为模板，实现了新客车车身结构概念几何模型的创建和车身尺寸参数调整，同时建立了车身系统的静态刚度分析、低阶模态分析、灵敏度计算和优化设计计算的自动化过程，对车身的结构性能和低阶模态进行了有效的预估.最后，本文使用该系统计算了某客车车身结构的刚度和低阶模态，并在保证车身质量降低的情况下实现了刚度和低阶模态的提高，有效的改善该车身结构性能，实现了车身轻量化，验证了BCD系统的有效性和可靠性.     

动静刚度约束下客车骨架的轻量化设计

对由矩形管梁拼焊而成的客车骨架结构进行轻量化研究.首先计算了矩形管梁单元的截面特性,并定义了客车骨架的静态弯扭刚度响应与动态频率刚度响应.其次建立了客车结构优化数学模型:目标函数是车身骨架质量;设计变量是矩形管截面宽度、高度与厚度;约束是弯扭刚度与频率刚度.然后推导了响应对设计变量的灵敏度信息,并采用序列线性规划求解了该非线性优化模型.最后通过数值算例验证了该模型能在满足约束条件的前提下高效地获得轻量化的客车最优结构.     

基于拓扑优化与灵敏度分析的客车车身轻量化研究

文章以某半承载式客车为例,建立车身拓扑优化模型,综合考虑车身弯曲刚度和扭转刚度,进行拓扑优化设计;对拓扑优化后的车身结构进行灵敏度分析,优化车身杆件的厚度,经拓扑优化、灵敏度分析,车身减轻质量362kg,达14.6%,取得良好的轻量化效果。     

中型客车车身结构强度优化及轻量化设计

建立客车车身骨架的有限元分析模型并对其进行结构强度分析与优化.模型中保留了主要承载件,对悬架、预埋件、变截面梁与蒙皮进行了简化.在整车结构强度分析的基础上,采用尺寸优化设计方法对整车骨架进行轻量化设计.结果表明:优化后的结构强度明显增强,在一定程度上达到轻量化的目的,为客车整体骨架的优化提供了参考和依据.     

基于遗传算法的客车车身骨架优化设计

提出一种基于遗传算法的桁架式客车车身骨架的优化设计方法.应用有限元分析软件ANSYS建立了车身骨架有限元模型并进行计算,采用遗传算法进行优化.优化后车身总质量减轻719 kg,减重比例接近25%.结果表明,基于遗传算法的优化设计明显优于常规的数学规划方法,实现了某电动大客车车身骨架的轻量化设计.     

客车车身骨架静态特性分析及优化

在满足客车车身骨架强度和刚度基本性能的前提下,为尽可能降低车身质量,本文以某全承载式客车车身骨架为研究对象,对紧急制动和右后轮悬空工况进行了静态特性分析,并应用灵敏度分析方法,以杆件厚度为设计变量,低于车身骨架材料的最大应力为约束条件,总质量最小为目标函数建立了数学模型.结果表明:通过对部分杆件的优化,可使车身骨架总质量减少5.04%,优化前后模型静态特性的分析结果验证了模型的合理性.     

某电动客车车身骨架的轻量化

为了满足某电动客车轻量化的需求,在保证车身骨架在模拟车辆行驶的4种极限工况(水平弯曲、极限扭转、紧急转弯和紧急制动)结构性能良好后,用灵敏度分析找出能有效减轻底盘骨架质量而对骨架结构性能影响不大的部件.以型材厚度作为优化设计变量值,骨架总质量最小为目标,各工况下的最大位移为约束条件,对车身骨架建立多目标优化数学模型.利用响应面算法(RSM)得到优化后各设计变量的厚度值.对轻量化前后的车身骨架在相同条件下进行了模态和结构性能对比分析.结果表明:优化后4种极限工况下的车身骨架强度与刚度均能得到保证,模态频率也在要求范围内,且车身骨架总质量减轻45.6 kg,约占其总质量的5.36%,轻量化效果较好.     

基于灵敏度分析的客车骨架优化分析研究

客车的轻量优化对降低汽车油耗,提高运载量意义巨大。将灵敏度方法引入到轻量优化分析中,建立某全承载式客车车身有限元模型,确定有限元模型的边界条件和载荷,并对有限元模型进行电测试验验证。选取车架上刚度和强度相对富裕的梁作为灵敏度分析对象,根据分析结果选取设计变量,以车身最大应力和位移作为状态变量,以车身总质量为目标函数,从而实现了客车车身重量的优化。     

考虑碰撞安全性的电动客车车身截面尺寸优化

针对承载式车身结构的客车在正面碰撞中安全性较差的问题,结合有限元网格变形技术对客车前端管梁结构进行碰撞安全性和轻量化多目标优化设计。建立了客车碰撞分析有限元模型并对碰撞后的评价指标进行了分析,选取了在正面碰撞中吸能量占比较大的管梁结构作为优化区域,以选取出的管梁截面的长度、宽度和厚度作为设计变量,引入驾驶舱4个关键位置的侵入量、前端结构的吸能量、峰值侵入速度和设计区域总质量作为优化响应,通过灵敏度分析得到各设计变量对优化响应的贡献度值,基于熵权法和TOPSIS综合权重方法,筛选出对优化响应综合贡献度较高的设计变量,最后结合拉丁超立方实验设计、响应面法(RSM)和NSGA-Ⅱ算法对客车前部区域结构进行了多目标优化,研究结果表明：多目标优化后,驾驶员胸部生存空间提升6.28%,腿部生存空间提升9.7%,选取点峰值侵入速度降低6.1%,客车前端吸能结构吸能量提升8.3%,同时实现客车前端结构质量减轻15.187kg,减重率为6.58%。     

白车身动态灵敏度应力分析的等效子结构法

提出了一种针对轻型客车白车身结构的静态灵敏度分析的子结构法,以模拟车身的动态灵敏度应力分析,应用子结构法、通过动态分析软件ANSYS进行分析,寻找在车身扭转振型下频率灵敏度比较高的部件,进而为改进结构设计、提高整车抗扭性能提供理论依据。研究表明,应用等效子结构法,可以大大提高计算效率,节省计算机资源。这种方法有利于大型结构动态灵敏度分析。     

Sensitivity optimization of a monolithic high-shock three-axis piezoresistive accelerometer with single sensing element

There exist several difficulties in the design of monolithic high-shock three-axis accelerometer, such as high g overload, transverse overload and the cross coupling in three dimensions, etc. It is necessary to optimize the sensitivity to improve the performance of the accelerometer. For the monolithic high-shock three-axis accelerometer, the complexity of the sensitivity optimization is that it should consider not only the sensitivity difference between different axes but also the elimination of cross-coupling outputs, together with the natural frequency, structural integrity and high g overload. In this paper, the optimization process for decreasing the difference of the sensitivities between different axes of a monolithic high-shock three-axis piezoresistive accelerometer with single sensing element is established. The optimization is conducted in the condition of 100000 g acceleration by two methods-the method based on the optimization module of ANSYS and the ACO （ant colony optimization） method. The comparison between un-optimized and optimized models proves the efficiency of the optimization methods. In addition, the optimization results show that the ACO method combined with the FEA （finite element analysis） is much more efficient than the method based on the optimization module of ANSYS for the structural optimization problem. And the ACO method can be widely used in the optimization problem of the sensing elements with complicated structure.     

基于MST-改进PSO的电-气-热综合能源系统负荷恢复策略

以往故障恢复的研究大多集中在配电网方面且恢复目标仅为单一的负荷恢复量,未考虑资源成本以及能源消耗的 环境保护成本等。对此,本文提出了一种多侧协调优化的多目标负荷恢复策略,该方法不仅实现了网络的重构、较高等级负荷的优先恢复,还实现了系统运行成本最优。在系统发生故障后,分两阶段进行恢复：首先,使用最小生成树对系统结构进行改造,实现系统网络的重构,形成可恢复负荷的最终区域;然后,综合考虑源侧资源购买成本、用户侧切负荷补偿成本以及碳排放环保成本等,构建优化目标函数,使用改进粒子群算法对其进行求解,得到最终恢复方案。通过33节点配电网、14节点气网和6节点热网测试系统仿真,验证了该负荷恢复策略的有效性。     

基于CAN总线的汽车智能系统研究

提出了一种基于CAN现场总线的分布式汽车智能系统的设计方法,详细讨论了系统的设计方案、硬件搭建,通过CPLD控制外围硬件,把采集到的数据通过CAN总线传输到MCU进行处理,并通过软件仿真验证了该方案的可行性.     

基于梯度强度立柱的客车侧翻安全性多目标优化设计

提出一种新型梯度强度立柱结构,使侧翻时客车立柱不同位置的强度与受力匹配.对梯度立柱分析表明:新型梯度强度立柱结构明显提高了客车侧翻安全性能.结合最优拉丁方实验设计和径向基近似技术,构建了设计响应的高精度近似模型,并采用多目标遗传算法对其寻优.优化结果表明:通过对梯度强度立柱结构的强度与壁厚的合理匹配,不仅使得客车的侧翻安全性得到较大的改善,而且达到了客车轻量化设计的目的.     

Reconfiguration decision making in cognitive wireless network

Facing the challenges of dynamic adaptation capabilities in the time-varying environment of cognitive wireless networks (CWNs), we introduce reconfiguration capabilities that flexibly and dynamically adapt to changing wireless environments and service requirements. As an essential characteristic of CWNs, the cognitive reconfiguration can meet user requirements, realize interoperability between heterogeneous networks, make full use of radio resources and adapt to time-varying environments to achieve end-to-end requirements. However, the reconfiguration implementation is still challenging due to the need for complex environment cognition, multi-objective optimization, autonomic decision-making and end-to-end requirement extraction. As an intelligent technology for solving complex issues, we apply adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) techniques in this paper to address these challenges in cognitive reconfiguration for self-learning and optimal decision making based on multi-domain cognition results. Moreover, this paper designs a generic ANFIS cognitive reconfiguration system including three functional entities, which are the context management module, multi-domain database and ANFIS optimization module. Finally, numerous results prove the effective performance improvements of the ANFIS based reconfiguration solution in CWN for global end-to-end goals.     

客车车身强度分析及其优化设计

本文探讨了用有限单元法分析客车车身结构强度和结构优化设计,建立了力学模型,改进了结构优化设计方法。在此基础上研制了组合结构优化程序SOP,推出了一种关于客车车身结构优化设计的有效的新程序。经过5次迭代,车身骨架自重减轻了14％。