【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车，尤其涉及一种商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法及系统。
技术介绍
1、对商用车来说，动力总成悬置系统主要起着支撑动力总成、衰减发动机振动向车架和驾驶室传递以及降低发动机自身振动等作用，直接影响着整车nvh（是指噪声，振动和声振粗糙度）水平、驾驶员的驾乘体验以及零部件的使用寿命。因此，对动力总成悬置系统进行优化设计，实现动力总成悬置系统参数的合理匹配对提升商用车产品的品质性能和市场竞争力意义重大。
2、传统的商用车动力总成悬置系统优化设计一般基于空间6自由度动力学模型，忽略了车架质量、悬架刚度、轮胎刚度等因素的影响，且不能用于悬置隔振率的计算，或基于常用于乘用车分析的13自由度动力学模型，忽略了驾驶室与车架间的耦合效应，导致隔振率仿真与整车试验结果偏差较大。因此，建立包括动力总成、车架、驾驶室、悬架及车桥在内的动力总成悬置系统动力学模型，详细考虑各部件之间的耦合关系，才能准确地获得动力总成悬置系统的模态、解耦特性及隔振性能。
3、传统的商用车动力总成悬置系统优化设计方法通常以模态频率的合理分布、解耦率、隔振率等性能指标的一种或几种为优化目标，以悬置刚度、安装位置和角度的一种或几种为优化变量，忽略了稳健性设计要求，降低了设计方案的可靠性；或考虑了稳健性设计，但所用动力学模型相对简单，且优化目标、优化变量和约束条件等相对单一，所得优化方案无法直接应用于整车nvh性能提升，降低了产品设计效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的
2、本专利技术是采用如下技术方案来实现的：
3、一种商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，包括如下步骤：
4、s1，针对商用车结构特点，建立动力总成悬置系统的19自由度动力学模型；
5、s2，推导、组装19自由度动力学方程以及输出质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵；
6、s3，求解固有频率、振型、能量解耦率以及预设工况下的隔振率；
7、s4，确立优化目标、优化变量和约束条件；
8、s5，开展doe试验设计，为参数灵敏度分析提供所需数据库；
9、s6，开展参数灵敏度分析，确定对系统性能影响较大的关键参数；
10、s7，基于质量设计方法构建商用车动力总成悬置系统稳健优化模型，应用多目标优化算法求解，输出稳健优化设计方案。
11、作为专利技术的进一步说明，步骤s1包括：
12、19自由度动力学模型主要由动力总成、驾驶室、车架以及前、后悬簧下总成五个刚体组成；其中，动力总成、驾驶室均考虑纵向x、横向y、垂向z、侧倾rx、俯仰ry和横摆rz六个方向的自由度；车架考虑z、rx和ry三个方向的自由度；前、后悬簧下总成分别考虑z、rx两个方向的自由度；
13、刚体之间主要采用弹簧/阻尼并联力元连接；前、后悬簧下总成均主要由车轴、车轮和3/4板簧组成。
14、作为专利技术的进一步说明，步骤s2包括：
15、应用maple软件，根据牛顿第二定律推导整车坐标系下系统各自由度方向的振动微分方程；
16、对各自由度方向的振动微分方程进行组装，获得19自由度动力学方程；
17、
18、为系统位移向量，为系统所受外部载荷向量；
19、在maple软件内，应用generatematrix和codegeneration命令输出19自由度动力学模型的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵，供matlab程序直接调用。
20、作为专利技术的进一步说明，步骤s3包括：
21、固有频率、振型和能量解耦率的求解：
22、固有频率为的解；将代入即可获得相应主振型；
23、解耦率可表示为：
24、
25、为系统第主振型，为的第个元素，为质量矩阵的第行、第列的元素；
26、预设工况下的隔振率求解：
27、首先生成预设工况下的系统外部载荷向量，预设工况可为怠速工况、扫频工况或行驶工况中的至少一种；怠速、扫频工况下施加z、rx和ry方向的发动机激励，车辆行驶过程中可同时施加发动机和路面不平度激励；然后根据质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵和外部载荷向量，应用数值积分法求解悬置上、下位置点处的加速度时域响应和；最后根据加速度响应计算隔振率：
28、
29、为动力总成单个悬置位置处的隔振率，为悬置数量。
30、作为专利技术的进一步说明，步骤s4包括：
31、选取动力总成z向、rx向解耦率以及所有悬置位置处的z向隔振率为优化目标；选取动力总成前、后悬置元件的三个主轴方向刚度、安装位置和角度的几种或全部作为优化变量；约束条件考虑了性能和优化变量边界两种约束。
32、作为专利技术的进一步说明，步骤s5包括：
33、采用包括但不限于hammersley、optimal latin hypercube的抽样方法进行doe试验设计，为参数灵敏度分析或代理模型的构建提供所需数据库。
34、作为专利技术的进一步说明，步骤s6包括：
35、根据doe分析结果，采用包括但不限于sobol、morris的方法进行灵敏度分析，识别参数的主效应以及参数间的交叉效应。
36、作为专利技术的进一步说明，步骤s7包括：
37、根据各优化目标的重要程度调整其相应权重，构建确定性优化目标函数；
38、
39、为确定性优化目标函数，为优化设计变量；
40、根据确定性优化目标函数，基于质量设计方法构建动力总成悬置系统的稳健优化模型:
41、
42、、分别为确定性优化目标函数的均值和标准差，、分别为优化变量的均值和标准差，、分别为优化变量变化范围的上下限，、为稳健性优化目标函数，为水平数，为系统性能约束函数；
43、采用nsga-ii的优化算法求解，输出悬置参数的稳健优化设计方案。
44、一种商用车动力总成悬置系统稳健性优化系统，包括上述任意一项所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法；
45、系统包括：
46、动力学模型建立模块，用于建立动力总成悬置系统的19自由度动力学模型；
47、系统矩阵输出模块，用于输出质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵；
48、固有频率、振型、能量解耦率以及预设工况下的隔振率求解模块，用于求解固有频率、振型、能量解耦率以及预设工况下的隔振率；
49、优化三要素确立模块，用于确立优化目标、优化变量和约束条件；
50、doe分析模块，用于进行试验设计方法，为参数灵敏度分析和代理模型构建提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤S1包括：
3.根据权利要求2所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤S2包括：
4.根据权利要求3所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤S3包括：
5.根据权利要求4所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤S4包括：
6.根据权利要求5所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤S5包括：
7.根据权利要求6所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤S6包括：
8.根据权利要求7所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤S7包括：
9.一种商用车动力总成悬置系统稳健性优化系统，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法；
【技术特征摘要】
1.一种商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤s1包括：
3.根据权利要求2所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤s2包括：
4.根据权利要求3所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于，步骤s3包括：
5.根据权利要求4所述的商用车动力总成悬置系统稳健性优化方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，蒲滔，李应平，贾卫，南友飞，
申请(专利权)人：陕西汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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