动力总成悬置系统参数优化方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种动力总成悬置系统参数优化方法，包括：优化函数的形成步骤；动力总成悬置系统的固有频率和解耦率的计算步骤；将动力总成看成具有6自由度的刚体，其特征包括动力总成位置、动力总成质量参数，并在其质心处建立坐标系，x轴指向汽车后方，y向通过质心指向发动机前端，z向由x和y向通过右手定则确定，而悬置则被简化成在动力总成坐标系中某一位置处具有三向平动刚度和阻尼的弹簧；目标函数和设计变量的选取步骤；分析结果的重排输出步骤。本发明专利技术提出的动力总成悬置系统参数优化方法，可减少人工手动调试时间，能自动、智能、高效地计算系统的解耦计算结果，优化悬置刚度，提高计算效率，保证动力总成悬置解耦结果质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于动力总成悬置系统
，涉及一种动力总成悬置系统，尤其涉及一种动力总成悬置系统参数优化方法。
技术介绍
现有的动力总成计算，在解耦计算过程中，需要手动调整，效率不高。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新解耦算法，以便克服现有技术存在的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种动力总成悬置系统参数优化方法，可减少人工手动调试时间，保证动力总成悬置解耦结果质量，提高计算效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种动力总成悬置系统参数优化方法，所述参数优化方法包括：步骤1、优化函数的形成步骤；在可行域内构件具有n个顶点的初始复合形；对此复合形各顶点的目标函数值进行比较，找出目标函数值最大的点，即最坏点，将其剔除；再按照设定的规律构建出新的复合形，直至计算收敛；设定的规律选用收缩法，无论如何变化，新顶点仍在设计空间内，只需判断新顶点是否较最坏点有改善；其计算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中，Xk为收缩点，即新点，β为收缩系数；Xb为最低点，Xh为最高点；据此公式，编程时即以最高点构建初始复合形；步骤2、动力总成悬置系统的固有频率和解耦率的计算步骤；将动力总成看成具有6自由度的刚体，其特征包括动力总成位置、动力总成质量参数，并在其质心处建立坐标系，x轴指向汽车后方，y向通过质心指向发动机前端，z向由x和y向通过右手定则确定，而悬置则被简化成在动力总成坐标系中某一位置处具有三向平动刚度和阻尼的弹簧；其计算公式如下：k-ω^2*M＝0，其中k为悬置系统的刚度矩阵，与悬置相对于质心的位置和刚度有关，M为动力总成质量矩阵，由质量与转动惯量构成，矩阵如下：M=mmmJx-Jxy-Jxz-JxyJy-Jyz-Jxz-JyzJz]]>J为转动惯量的各方向分量，解此矩阵方程得到悬置系统频率和振型；其振动能量分布按照公式：Eij=mijφij2ωi2Σj=16Mijφij2ωi2]]>其中，mij为质量矩阵第i行第j列的元素；φij是第i阶振型第j个元素，ωi为相应的第i阶频率；步骤3、目标函数和设计变量的选取步骤；动力总成悬置系统优化为多目标优化，所以各目标值采取加权的方法得到最终的同一目标值，加权值根据需要增加或减小；目标函数选取：(1)Ry、Tz方向的能量解耦值，要求大于90％；Ry为Y向转动能量值，Tz为Z向平动能量解耦值，以下据此类推；(2)Tz方向频率避开5至8Hz的范围，取8至11Hz，Rx避开Tz所在的频率，与其它方向频率间隔1至1.5Hz；(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80％，频率在5至怠速激励n/30，频率相互间隔1至1.5Hz；(4)振动传递率：λ为频率比，为怠速激励频率与动力总成悬置系统频率的比值，ζ为阻尼比，ζ＝C/Cc，c记为阻尼，普通橡胶悬置的c近似为零，Cc为临界阻尼；所以系统的振动传递率与λ成正比；设计变量根据需要选取，因为动力总成位置及车身边界在汽车总体规划中已基本确定，另外因为安装支架的经济性要求，悬置的位置和角度确定，所以选择各悬置的三向刚度为设计变量，或者增加悬置的位置、悬置的安装角度为设计变量；设计约束为悬置的刚度在实际生产中实现的刚度组合，以橡胶的压剪比在3至8之间进行约束；或者悬置共用的，设置共用悬置的刚度相同或者成比例；步骤4、分析结果的重排输出步骤。一种动力总成悬置系统参数优化方法，所述参数优化方法包括：步骤1、优化函数的形成步骤；在可行域内构件具有n个顶点的初始复合形；对此复合形各顶点的目标函数值进行比较，找出目标函数值最大的点，即最坏点，将其剔除；再按照设定的规律构建出新的复合形，直至计算收敛；步骤2、动力总成悬置系统的固有频率和解耦率的计算步骤；将动力总成看成具有6自由度的刚体，其特征包括动力总成位置、动力总成质量参数，并在其质心处建立坐标系，x轴指向汽车后方，y向通过质心指向发动机前端，z向由x和y向通过右手定则确定，而悬置则被简化成在动力总成坐标系中某一位置处具有三向平动刚度和阻尼的弹簧；步骤3、目标函数和设计变量的选取步骤；动力总成悬置系统优化为多目标优化，所以各目标值采取加权的方法得到最终的同一目标值，加权值根据需要增加或减小；步骤4、分析结果的重排输出步骤。作为本专利技术的一种优选方案，步骤1中，设定的规律选用收缩法，无论如何变化，新顶点仍在设计空间内，只需判断新顶点是否较最坏点有改善；其计算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中，Xk为收缩点，即新点，β为收缩系数；Xb为最低点，Xh为最高点；据此公式，编程时即以最高点构建初始复合形。作为本专利技术的一种优选方案，步骤2中，计算公式如下：k-ω^2*M＝0，其中k为悬置系统的刚度矩阵，与悬置相对于质心的位置和刚度有关，M为动力总成质量矩阵，由质量与转动惯量构成，矩阵如下：M=mmmJx-Jxy-Jxz-JxyJy-Jyz-Jxz-JyzJz]]>J为转动惯量的各方向分量，解此矩阵方程得到悬置系统频率和振型；其振动能量分布按照公式：Eij=mijφij2ωi2Σj=16Mijφij2ωi2]]>其中，mij为质量矩阵第i行第j列的元素；φij是第i阶振型第j个元素，ωi为相应的第i阶频率。作为本专利技术的一种优选方案，步骤3中，目标函数选取：(1)Ry、Tz方向的能量解耦值，大于90％；Ry为Y向转动能量值，Tz为Z向平动能量解耦值，以下据此类推；(2)Tz方向频率避开5至8Hz的范围，取8至11Hz，Rx避开Tz所在的频率，与其它方向频率间隔1至1.5Hz；(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80％，频率在5至怠速激励n/30，频率相互间隔1至1.5Hz；(4)振动传递率：λ为频率比，为怠速激励频率与动力总成悬置系统频率的比值，ζ为阻尼比，ζ＝C/Cc，c记为阻尼，普通橡胶悬置的c近似为零，Cc为临界阻尼；所以系统的振动传递率与λ成正比；设计变量根据需要选取，因为动力总成位置及车身边界在汽车总体规划中已基本确定，另外因为安装支架的经济性要求，悬置的位置和角度确定，所以选择各悬置的三向刚度为设计变量，或者增加悬置的位置、悬置的安装角度为设计变量；设计约束为悬置的刚度在实际生产中实现的刚度组合，以橡胶的压剪比在3至8之间进行约束；或者悬置共用的，设置共用悬置的刚度相同或者成比例。一种动力总成悬置解耦优化算法，所述算法包括：初始复合形的形成、收缩、迭代对比计算、结果重排、结果输出；所述方法求解约束优化设计的直接解法，是单纯形法在三维领域的延伸，其基本思路是在可行域内构件具有n个顶点的初始复合形。对此复合形各顶点的目标函数值进行比较，找出目标函数值最大的点，即最坏点，将其剔除；再按照一定的规律，如反射、扩张、收缩等，构建出新的复合形，直至计算收敛。所述优化算法不必保持规则的图形，对目标函数和约束函数无特殊要求，适应性较强。本搜索方法选用收缩法，其优点是无论变化如何，新顶点仍在设计空间内，只需判断新顶点是否较最坏点有改善。其计算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中Xk为收缩点，即新点，β为收缩系数，可取0.7。Xb为最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力总成悬置系统参数优化方法，其特征在于，所述参数优化方法包括：步骤1、优化函数的形成步骤；在可行域内构件具有n个顶点的初始复合形；对此复合形各顶点的目标函数值进行比较，找出目标函数值最大的点，即最坏点，将其剔除；再按照设定的规律构建出新的复合形，直至计算收敛；设定的规律选用收缩法，无论如何变化，新顶点仍在设计空间内，只需判断新顶点是否较最坏点有改善；其计算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh‑Xb)其中，Xk为收缩点，即新点，β为收缩系数；Xb为最低点，Xh为最高点；据此公式，编程时即以最高点构建初始复合形；步骤2、动力总成悬置系统的固有频率和解耦率的计算步骤；将动力总成看成具有6自由度的刚体，其特征包括动力总成位置、动力总成质量参数，并在其质心处建立坐标系，x轴指向汽车后方，y向通过质心指向发动机前端，z向由x和y向通过右手定则确定，而悬置则被简化成在动力总成坐标系中某一位置处具有三向平动刚度和阻尼的弹簧；其计算公式如下：k‑ω^2*M＝0，其中k为悬置系统的刚度矩阵，与悬置相对于质心的位置和刚度有关，M为动力总成质量矩阵，由质量与转动惯量构成，矩阵如下：M=mmmJx-Jxy-Jxz-JxyJy-Jyz-Jxz-JyzJz]]>J为转动惯量的各方向分量，解此矩阵方程得到悬置系统频率和振型；其振动能量分布按照公式：Eij=mijφij2ωi2Σj=16Mijφij2ωi2]]>其中，mij为质量矩阵第i行第j列的元素；φij是第i阶振型第j个元素，ωi为相应的第i阶频率；步骤3、目标函数和设计变量的选取步骤；动力总成悬置系统优化为多目标优化，所以各目标值采取加权的方法得到最终的同一目标值，加权值根据需要增加或减小；目标函数选取：(1)Ry、Tz方向的能量解耦值，要求大于90％；Ry为Y向转动能量值，Tz为Z向平动能量解耦值，以下据此类推；(2)Tz方向频率避开5至8Hz的范围，取8至11Hz，Rx避开Tz所在的频率，与其它方向频率间隔1至1.5Hz；(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80％，频率在5至怠速激励n/30，频率相互间隔1至1.5Hz；(4)振动传递率：λ为频率比，为怠速激励频率与动力总成悬置系统频率的比值，ζ为阻尼比，ζ＝C/Cc，c记为阻尼，普通橡胶悬置的c近似为零，Cc为临界阻尼；所以系统的振动传递率与λ成正比；设计变量根据需要选取，因为动力总成位置及车身边界在汽车总体规划中已基本确定，另外因为安装支架的经济性要求，悬置的位置和角度确定，所以选择各悬置的三向刚度为设计变量，或者增加悬置的位置、悬置的安装角度为设计变量；设计约束为悬置的刚度在实际生产中实现的刚度组合，以橡胶的压剪比在3至8之间进行约束；或者悬置共用的，设置共用悬置的刚度相同或者成比例；步骤4、分析结果的重排输出步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种动力总成悬置系统参数优化方法，其特征在于，所述参数优化方法包括：步骤1、优化函数的形成步骤；在可行域内构件具有n个顶点的初始复合形；对此复合形各顶点的目标函数值进行比较，找出目标函数值最大的点，即最坏点，将其剔除；再按照设定的规律构建出新的复合形，直至计算收敛；设定的规律选用收缩法，无论如何变化，新顶点仍在设计空间内，只需判断新顶点是否较最坏点有改善；其计算方法如下：Xk＝Xb+β*(Xh-Xb)其中，Xk为收缩点，即新点，β为收缩系数；Xb为最低点，Xh为最高点；据此公式，编程时即以最高点构建初始复合形；步骤2、动力总成悬置系统的固有频率和解耦率的计算步骤；将动力总成看成具有6自由度的刚体，其特征包括动力总成位置、动力总成质量参数，并在其质心处建立坐标系，x轴指向汽车后方，y向通过质心指向发动机前端，z向由x和y向通过右手定则确定，而悬置则被简化成在动力总成坐标系中某一位置处具有三向平动刚度和阻尼的弹簧；其计算公式如下：k-ω^2*M＝0，其中k为悬置系统的刚度矩阵，与悬置相对于质心的位置和刚度有关，M为动力总成质量矩阵，由质量与转动惯量构成，矩阵如下：M=mmmJx-Jxy-Jxz-JxyJy-Jyz-Jxz-JyzJz]]>J为转动惯量的各方向分量，解此矩阵方程得到悬置系统频率和振型；其振动能量分布按照公式：Eij=mijφij2ωi2Σj=16Mijφij2ωi2]]>其中，mij为质量矩阵第i行第j列的元素；φij是第i阶振型第j个元素，ωi为相应的第i阶频率；步骤3、目标函数和设计变量的选取步骤；动力总成悬置系统优化为多目标优化，所以各目标值采取加权的方法得到最终的同一目标值，加权值根据需要增加或减小；目标函数选取：(1)Ry、Tz方向的能量解耦值，要求大于90％；Ry为Y向转动能量值，Tz为Z向平动能量解耦值，以下据此类推；(2)Tz方向频率避开5至8Hz的范围，取8至11Hz，Rx避开Tz所在的频率，与其它方向频率间隔1至1.5Hz；(3)Tx、Ty、Rx、Rz方向的解耦能量值大于80％，频率在5至怠速激励n/30，频率相互间隔1至1.5Hz；(4)振动传递率：λ为频率比，为怠速激励频率与动力总成悬置系统频率的比值，ζ为阻尼比，ζ＝C/Cc，c记为阻尼，普通橡胶悬置的c近似为零，Cc为临界阻尼；所以系统的振动传递率与λ成正比；设计变量根据需要选取，因为动力总成位置及车身边界在汽车总体规划中已基本确定，另外因为安装支架的经济性要求，悬置的位置和角度确定，所以选择各悬置的三向刚度为设计变量，或者增加悬置的位置、悬置的安装角度为设计变量；设计约束为悬置的刚度在实际生产中实现的刚度组合，以橡胶的压剪比在3至8之间进行约束；或者悬置共用的，设置共用悬置的刚度相同或者成比例；步骤4、分析结果的重排输出步骤。2.一种动力总成悬置系统参数优化方法，其特征在于，所述参数优化方法包括：步骤1、优化函数的形成步骤；在可行域内构件...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙金远，
申请(专利权)人：上海嘉朗实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31