關(guān)鍵汽車結(jié)構(gòu)性能指標的區(qū)間不確定性優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、汽車結(jié)構(gòu)的設(shè)計性能在很大程度上取決于相關(guān)指標的設(shè)計質(zhì)量，運用各種方法對汽車結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵性能指標進行優(yōu)化設(shè)計，對于提高汽車結(jié)構(gòu)性能和降低設(shè)計制造成本具有重要意義。同時，在優(yōu)化設(shè)計中考慮不確定性因素，對提高汽車的結(jié)構(gòu)性能可靠性具有很大的實際工程意義。目前的汽車不確定性結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要采用概率模型，該模型能夠較好地描述系統(tǒng)的隨機不確定性，但是由于不確定信息缺失或獲取困難，以及計算成本過高等原因，導致基于概率的優(yōu)化方法在實際汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中受到一定限

2、制。區(qū)間模型對不確定性信息的要求較低，只需獲知不確定變量或參數(shù)的上、下界，無需其分布特征，因此對實際工程優(yōu)化問題有較強的適用性，有望在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中發(fā)揮重要作用。
　　本文展開了區(qū)間不確定性優(yōu)化理論與應用方面的研究，首先在理論上對區(qū)間不確定性優(yōu)化的建模方法進行了探討，提出了兩種區(qū)間不確定性優(yōu)化模型，然后應用所提出的模型對若干汽車結(jié)構(gòu)性能指標進行了區(qū)間不確定性優(yōu)化設(shè)計。本文主要完成了以下研究工作:
　　(1)提出了兩種基于公差

3、的區(qū)間不確定優(yōu)化方法，解決了通常情況下設(shè)計結(jié)果只能為確定值的問題，為實現(xiàn)設(shè)計變量和公差的區(qū)間不確定性同步設(shè)計提供了有效工具。本文提出的第一種方法采用區(qū)間中點表示目標函數(shù)的平均值以表征系統(tǒng)名義性能，利用公差評價因子表征設(shè)計變量尺寸公差大小，對系統(tǒng)性能和公差進行優(yōu)化。第二種方法以公差評價因子為目標，以指定名義性能與原固有限制性條件為約束，實現(xiàn)了指定名義性能與最差情況下的公差最大化。
　　(2)應用本文提出的優(yōu)化方法對汽車平順性進行了區(qū)

4、間不確定性優(yōu)化設(shè)計，提高了汽車平順性指標。首先建立了單輪兩自由度、半車五自由度和整車八自由度的汽車平順性不確定性優(yōu)化模型，同時通過實車實驗對仿真模型進行了驗證;其次對汽車懸架剛度和阻尼進行區(qū)間不確定性優(yōu)化設(shè)計，在改善汽車平順性的同時，提高了懸架減振器與彈簧的制造和裝配工藝性。
　　(3)運用區(qū)間方法對汽車操縱穩(wěn)定性中的兩個關(guān)鍵問題進行優(yōu)化，提高了前懸架定位指標的性能和整車操縱穩(wěn)定性。建立了汽車的操縱穩(wěn)定性多剛體運動仿真模型和優(yōu)化模