[发明专利]基于前悬颤振和怠速振动的悬置系统多学科优化设计方法

说明书

本发明涉及一种基于前悬颤振和怠速振动的悬置系统多学科优化设计方法，包括以下步骤：步骤1，确定悬置系统多学科优化设计的相关参数；步骤2，建立前悬颤振仿真分析模型并进行前悬颤振仿真分析，建立怠速振动仿真模型并进行怠速振动仿真分析；步骤3，确定悬置系统需要优化设计的多个控制因子，对各个控制因子进行参数化建模；步骤4，进行各个控制因子的DOE采样计算；步骤5，提取DOE样本点和计算结果，分别基于前悬颤振性能和怠速振动性能构造响应面近似模型；步骤6，基于步骤5中的近似模型，对各个控制因子进行优化设计并获得优化方案。本发明可更高效的设计出能够同时满足前悬颤振性能和怠速振动性能要求的悬置系统。

技术领域

本发明涉及多学科优化设计，具体涉及一种基于前悬颤振和怠速振动的悬置系统多学科优化设计方法。

背景技术

前悬颤振为车速20-30km/h过减速带时，车内存在明显的振动。主要表现为：（1）前轮接触减速带时，冲击感明显；（2）前轮通过减速带后，振动收敛慢，存在明显多余振动。前悬颤振不仅受自身悬架参数影响，还受悬置参数制约。前悬颤振性能直接影响乘客乘坐舒适性，是汽车开发过程中着重控制的一项性能。

动力总成和车身通过悬置连接，隔振是悬置的主要功能之一，发动机激励作用下的整车NVH性能同时也受悬置参数制约。发动机的振动通过悬置后，传递到车体上的振动被大大降低，如果发动机振动没有有效地隔离开来，就会传递到车身的各个部位，最后到达驾驶员和乘客，从而影响整车NVH性能（人的听觉感受和舒适性），其中重点关注怠速振动性能。

前悬颤振和怠速振动对悬置参数的要求往往是相互矛盾的。一方面，为了支撑动力装置重量、抵抗发动机产生的扭矩、抵抗前悬颤振所产生的冲击，要求悬置的刚度大，特别是垂向刚度；另一方面，为了达到有效的隔振目的，保持怠速振动性能，悬置特定方向刚度越小越好。

目前，在产品开发过程中，主流汽车厂商主要采用“串行设计”模式，即对前悬颤振和怠速振动单独控制，这样需要反复地人工调试，其设计要经过多次循环，甚至仍然无法得到理想的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于前悬颤振和怠速振动的悬置系统多学科优化设计方法，以更高效的设计出能够同时满足前悬颤振性能和怠速振动性能要求的悬置系统。

本发明所述的一种基于前悬颤振和怠速振动的悬置系统多学科优化设计方法，包括以下步骤：

步骤1，问题识别和P图分析，确定悬置系统多学科优化设计的相关参数；

步骤2，建立前悬颤振仿真分析模型并进行前悬颤振仿真分析，建立怠速振动仿真模型并进行怠速振动仿真分析；

步骤3，根据步骤1中的相关参数，确定悬置系统需要优化设计的多个控制因子，对各个控制因子进行参数化建模；

步骤4，进行各个控制因子的DOE采样计算；

步骤5，提取DOE样本点和计算结果，基于前悬颤振冲击性能构造满足精度要求的响应面近似模型Ⅰ，基于前悬颤振余振性能构造满足精度要求的响应面近似模型Ⅱ，基于怠速振动性能构造满足精度要求的响应面近似模型Ⅲ；

步骤6，基于步骤5中的三个近似模型，以“怠速振动值≤设计目标值，颤振冲击值≤设计目标值”为约束条件，以“最小化颤振余振”为优化目标，对各个控制因子进行优化设计并获得优化方案，将优化方案代入步骤2中的前悬颤振仿真分析模型和怠速振动仿真模型进行验证。

进一步，所述步骤1中的相关参数如下：

输入信号包括过减速带产生的激振力（前悬颤振工况）、发动机缸压产生的力和力矩（怠速振动工况）；