基于多学科多目标遗传算法的摩托车车架优化-重庆交通大学.PDF

第 卷第 期重庆 交通 大 学学报 自然科 学版 年 月 基于多学科多目标遗传算法的摩托车车架优化 莫 明立 重庆工商职业学院汽车工程学院重庆 摘要建立摩托车架有限元模型计算不同工况下的强度刚度以及自由模态和约束模态验证了一维管梁单元模型 可代替二维壳单元模型进行仿真计算 采用正交实验设计对优化变量进行灵敏度分析和选择 以自由模态和约束 模态频率为优化目标强度刚度以及轻量化为约束条件建立多学科多目标遗传算法的振动优化方案得到车架整 体系统的最优解提高了车架结构振动特性 关键词车辆工程摩托车架多学科多目标遗传算法振动优化 中图分类号文献标志码文章编号 引 言 化则难以实现摩托车结构的整体综合设计 多学科 多目标的设计优化考虑了模型系统各个学科间的相 随着人们对摩托车轻量化和高速化的需求摩 互作用和相互耦合可以更好实现摩托车舒适性安 托车振动的问题日益突出而摩托车的振动对乘坐 全性和轻量化 笔者在摩托车振动特性的基础上 舒适性操纵稳定性以及行驶安全性等都有很大的 结合多目标遗传算法和多学科优化的方法在车架 影响 摩托车的振源主要来自发动机激励和摩托车 最大应力刚度以及质量不超过原设计的条件下以 架之间的共振 发动机引起的振动几乎是不可避 自由模态和约束模态为优化目标得出了摩托车振 免的而摩托车架作为摩托车的骨架在设计阶段 动优化合理又可靠的最优解 如何避免与发动机产生共振是必须考虑的因素 普 遍的设计方法是在结构的薄弱构件设置加强板提 有限元建模 高车架固有频率或者以车架的模态作为特性因子 在有限元软件中建立 种有限元模型一维管 进行优化设计忽略了车架的强度和刚度 梁单元强度计算模型二维壳单元强度计算模型 自 摩托车车身结构是一个较复杂的工程系统既 由模态和刚度计算模型约束模态计算模型依次见 是一个涉及了多学科及学科之间的高度关联相互 图 在强度计算模型中前后弹簧均压缩到极限 耦合的过程也是一个反复迭代逐渐接近最优解的 位置采用刚性单元进行模拟 约束计算模型中前 过程 如果使用传统的单一学科和单目标进行优 减震采用两段 单元模拟中间和后减震均采用 收稿日期 修订日期 第一作者莫明立 男四川遂宁人副教授主要从事汽车安全与故障诊断方面的研究 重庆交通大学学报 自然科学版 第 卷 单元模拟 发动机用集中质心和质量模拟使 续表 用刚性单元连接到车架固定点焊点采用节点共用 工况 边界条件 最大应力