小生境遗传算法的多刚体系统动力学参数优化设计

在分析多刚体系统动力学参数优化问题特点的基础上,针对用传统优化方法和标准遗传算法求解这一类问题时存在的问题,提出了一种改进的小生境遗传算法。采用最优保存策略和高斯变异算子,保证算法的稳定收敛和提高算法在每个峰值附近的局部搜索能力。将该方法用于5自由度汽车悬架系统动力学参数优化设计问题,结果表明该方法在收敛速度和获得全局最优解方面部有很大提高。     

基于平顺性的油气悬架参数动态分析与优化

以提高汽车行驶平顺性为目的,对油气悬架系统参数进行优化.建立油气悬架系统的二自由度1/4车辆数学模型.基于数学模型,在Matlab/Simulink软件中利用模块组合的方法建立仿真模型,并构建以车身垂直方向的加权加速度均方根值为目标函数的优化模型.优化算法采用遗传算法,通过编程将仿真模型、优化模型结合起来,实现Simulink、遗传算法对油气悬架系统参数的动态联合优化设计.利用该方法对某矿用自卸车前油气悬架设计阶段的结构参数进行优化,仿真结果表明:由该方法确定的油气悬架结构参数使车身垂直方向的加权加速度均方根值下降29.35%,加速度功率谱密度共振峰值降低23.6%,从而明显改善了汽车的行驶平顺性,同时也为其他类型的非线性悬架系统的动态优化设计提供了借鉴.     

6自由度轮式悬架柔性单杆移动机械手动力学研究与仿真

针对6自由度轮式悬架柔性单杆移动机械手(平面)动力学问题进行了系统研究。该轮式悬架柔性单杆移动机械手由2自由度线弹性-阻尼悬架系统的移动载体和4自由度柔性机械手所组成,并假定移动载体以恒速通过不规则路面(路面以正弦函数描述)。综合利用拉格朗日原理和牛顿-欧拉方程,并采用浮动坐标法,以矩阵、矢量简洁的形式构建了该轮式悬架柔性单杆移动机械手系统的完整动力学模型。该动力学模型综合考虑了机械手的弹性变形(率)和悬架对整体系统动力学的耦合影响,最后采用数值的方法给出了该动力学模型正解的仿真结果。通过与刚体模型(假定弹性变量为0)仿真结果比较,证实了该柔体系统存在动力学耦合现象。     

基于ADAMS/car的双横臂悬架运动学和弹性运动学分析

利用多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的双横臂悬架动力学仿真分析模型.采用轮跳方法、加载地面侧向力和纵向力方法,对该悬架系统进行运动学和弹性运动学仿真对比分析,探讨了悬架橡胶衬套弹性对车辆性能的影响.结果表明:多柔体悬架模型对车身的侧倾和纵倾、车轮定位参数等比多刚体悬架模型具有较好的抑制作用,有利于提高汽车操纵稳定性.     

基于多体模型的汽车半主动悬架控制方法研究

针对半主动悬架控制中的两个重要问题——系统模型的建立和控制策略的确定进行了深入的研究,建立了汽车的多体动力学方程,提出了半主动悬架模糊神经网络控制方法,设计了控制系统,应用遗传算法优化了控制器的参数和结构,用基于变尺度的BFGS算法优化神经网络权值,在仿真研究的基础上进行了试验研究,结果表明提出的方法能明显改善悬架性能。     

汽车悬架转向系统集成设计方法研究

针对汽车悬架转向系统的特点,提出一种高效便捷的集成设计方法,建立了基于ADAMS/Car与ANSYS的汽车悬架转向系统集成设计平台,实现了有限元分析、刚柔混合多体动力学仿真分析以及性能优化功能。通过对ADAMS/Car、ANSYS及遗传算法模块的二次开发、集成与封装,解决了ADAMS/Car后台调用的难点,实现了刚柔混合多体动力学模型的自动创建。工程设计人员可以脱离ADAMS与ANSYS环境设置悬架转向系统模型参数与仿真参数,快速创建分析模型、执行仿真与结果分析。最后通过对某车型悬架转向系统模型的创建与仿真优化分析,说明了编程过程中关键问题的解决方法,验证了该集成设计平台的易用性与高效性。     

残损航空器搬移拖车液压悬架参数分析及优化

为了合理选择残损航空器搬移拖车液压悬架参数使整车具有较好的动态性能,建立了两自由度液压悬架模型,推导出液压悬架的刚度和阻尼方程;根据工程实际应用建立了搬移拖车多体动力学模型、液压系统模型,进行联合仿真,分析得出了悬挂液压系统主要参数对搬移拖车动态性能的影响规律;并以车架加权加速度均方根值最小为优化目标,基于遗传算法对液压悬架主要参数进行优化设计。优化结果表明:在随机输入和脉冲输入下车身垂直加速度均方根值分别降低了26.1%和31.6%,有效提高了搬移拖车行驶过程中的稳定性。     

考虑悬架柔性的刚柔耦合汽车平顺性研究

目前对车辆平顺性的研究一般采用多刚体动力学的方法,而没有考虑悬架柔性体对其的影响,致使仿真值和实际值存在一定差别。为了提高模型的仿真精度,基于多体动力学理论,有限元及模态综合法建立了计及前悬架横向稳定杆,下摆臂和后悬架扭转梁柔性的刚柔耦合整车模型。建立B级随机路面模型,对整车进行随机路面平顺性仿真计算。研究结果表明:与多刚体模型相比,刚柔耦合作用使座椅加权加速度均方根值减小,刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,说明在研究整车平顺性时,建立刚柔耦合悬架模型是有必要的。     

纵置板簧式悬架运动学研究与仿真分析

运用ADAMS／Car模块。根据实体三维模型，建立纵置板簧式后悬架的仿真模型。通过简化钢板弹簧对模型进行简化，而后对简化后的后悬架模型进行多刚体运动学的双侧车轮平行跳动仿真，得到车轮外倾角、车轮前束及车轮侧向滑移量变化的仿真结果。通过对仿真结果的分析，及结构参数进一步进行优化，再次进行仿真后，使仿真结果满足实际要求。此外，还总结了目前对钢板弹簧简化的方法，同时讨论了悬架参数对车桥侧倾刚度的影响。     

基于PDJI-MOPSO算法的多连杆悬架硬点优化

基于刚体运动学理论建立了多连杆悬架的数学模型,并通过运用多体系统动力学理论建立的仿真模型对其进行了验证。采用扰动法对影响悬架K&C特性较大的关键硬点进行了多因素灵敏度分析。结合加入比例分布及跳数操作的多目标粒子群优化(PDJI-MOPSO)算法对硬点进行多目标优化,获得硬点的Pareto最优解集。结果表明,优化后的多连杆悬架在车轮跳动过程中,车轮前束角、外倾角和轮距变化范围更小,有利于减小轮胎磨损,提高汽车操纵稳定性。     

基于遗传算法的汽车行驶平顺性优化仿真

为了探讨遗传算法应用于汽车行驶平顺性仿真的可行性,以1/4汽车两自由度振动模型为对象,建立了汽车行驶平顺性优化仿真模型,运用遗传算法对该优化仿真模型进行了求解.优化前后汽车行驶平顺性指标的对比结果表明,遗传算法用于汽车行驶平顺性优化仿真取得了较好的效果,可以进一步应用于基于高自由度汽车振动模型的汽车行驶平顺性仿真优化问题中.     

空气悬架客车虚拟样机的操纵稳定性研究

在详细的考虑转向机构,前后空气悬架,轮胎,及车身等部件的基础上,利用ADAMS/Car软件建立某大型客车的操纵稳定性模型.在两自由度汽车模型理论研究的基础上验证质量分配系数η对整车操纵稳定性性能的影响;并分析了车身侧倾自由度下悬架的各种弹性及柔性元件对操纵稳定性能影响.结果对客车的设计及整车的布置具有指导意义.     

汽车零部件厂内线边物料配送路线优化方法研究

针对某汽车制造公司线边物料配送存在的路线循环、资源浪费等问题,以牵引车配送路线和载重为研究对象,以牵引车路径最短为优化目标,建立物料配送路线优化问题的整数规划模型,通过改进的遗传算法进行优化求解.利用汽车公司实际数据对模型的应用情况进行了实例验证,并通过对比分析验证了模型和算法的优越性.结果表明：该模型和算法能很好地解决实际生产中的问题,提高了资源利用率.     

柔性车间的多工艺路线与布局联合优化

为解决柔性车间布局过程中常忽略工艺与布局相互影响的问题,并提高柔性车间布局的鲁棒性,提出多工艺路线和车间布局联合优化模型.该模型以总体物流成本最低为优化目标,同时考虑车间布局与多工艺路线规划以提高整体的优化效果,其中根据产量决定各产品加工工序序列在总体规划中的影响程度,并将出入库物流与换模物流纳入总体物流成本中,以进一...     

单列向心球轴承保持架动力学仿真分析

以单列向心球轴承的保持架为研究对象,以多体系统动力学为理论基础,以虚拟样机技术为平台,利用三维建模软件SolidWorks建立实体模型,通过有限元软件ANSYS离散化所建的模型。在AD—AMS软件中,为单列向心球轴承分别建立1个多刚体系统模型和1个刚柔耦合多体系统模型,探讨了多体系统刚柔耦合建模的一般方法,研究了保持架对系统动态特性的影响。研究结果显示,柔性保持架的阻尼作用吸收了部分能量,并抑制了保持架的振动,使其受力更小,运转更稳定。     

摩托车多体系统动力学仿真与实验研究

首先构建基于虚拟样机技术的摩托车柔性车架多体动力学模型并进行仿真,同时与刚性车架进行了对比,最后通过路试对模型进行验证,结果表明:(1)刚性车架模型对称测点的振动强度基本一样,柔性车架在对称测点的振动强度不对称,与实测状况符合。(2)路面的高频频激励对刚性车架动力学模型几乎没有什么影响,各测点的振动频带只含低频(2～8)Hz;路面的高频激励对柔性车架动力学模型的影响很大,各测点含有频带大于50Hz的响应信号。(3)柔性车架动力学模型各测点振动强度与摩托车路试的实验结果基本吻合。以柔性车架来建立摩托车虚拟样机模型比较合理。     

基于混合遗传鲸鱼优化算法的柔性作业车间自动导引车融合调度方法

针对柔性作业车间调度问题,考虑自动导引车(AGV)在车间制造过程中只参与装卸和搬运工作,提出一种实现AGV路径规划与柔性作业车间调度集成优化的融合调度模型。采用基于工序排序与机器选择两个子问题的二维向量编码方案,并在解码过程中提出基于最先服务原则的AGV安排策略。对鲸鱼优化算法进行离散化改进,针对性地设计了多种种群初始化策略,引入遗传算法的交叉、变异操作以提升鲸鱼优化算法的全局搜索能力,并嵌入局部搜索算法以达到全局搜索和局部搜索的平衡,构建了一种混合遗传鲸鱼优化算法（HGWOA）来求解该融合调度模型。通过经典测试算例验证了算法性能,并使用正交试验优化了算法参数。研究结果表明,HGWOA算法用于求解柔性作业车间AGV融合调度问题可以获得较好的效果。     

基于遗传算法的厢式货车平顺性优化

在RecurDyn中建立某厢式货车的整车多体动力学模型。基于离散梁法,建立整车模型中的钢板弹簧动力学模型,在板簧模型中,采用用户自定义子程序的方法为弹簧片间定义的三向力,可有效模拟簧片间的接触力和摩擦力,应用基于元模型的优化方法,对钢板弹簧模型的参数进行辨识;基于AR模型开发的路面不平度重构程序,可生成能够被RecurDyn调用的路面文件;进行该厢式货车整车平顺性试验,仿真和实车试验结果验证了所建整车模型的正确性;采用试验设计方法分析了悬架参数及驾驶室悬置参数对平顺性的影响,为平顺性优化时变量范围的选取提供了依据;提出一种采用批处理方式,通过ProcessNet集成AForge.Genetic组件实现遗传算法进行整车平顺性优化的方法,优化后驾驶员脚部地板处总加权加速度均方根值下降了9.35%,提高了厢式货车的平顺性能。     

农用车车架的结构分析与优化

建立了以板单元为基础的某型农用车车架有限元模型,并对其进行了静态分析、模态分析和随机振动分析,分析结果与相关试验数据吻合,验证了模型的正确性;在此基础上,进一步建立了车架的参数化有限元模型和优化数学模型,并利用基于遗传算法的优化程序对其进行优化求解,取得了较理想的减重效果。分析结果为车架的改型设计提供了参考。     

动力总成悬置系统优化设计及系统稳健性分析

建立动力总成6自由度模型,以能量解耦为优化目标,系统频率分布及悬置各向刚度比值为约束,悬置各向刚度为变量,采用遗传算法对系统进行优化设计。运用Monte Carlo方法对结果可靠性进行验证。最后通过实车测试验证悬置系统的隔振性能。