基于Matlab和iSight動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)攻略

導(dǎo)讀：關(guān)于懸置系統(tǒng)優(yōu)化的論文網(wǎng)上非常多，這里就給大家總結(jié)一下。國外論文也做了一些如表1所示的總結(jié)：

圖1 懸置仿真項(xiàng)目表

一、動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

基于總動(dòng)反力最小的懸置系統(tǒng)優(yōu)化，代表文章有周冠南的《基于總傳遞力最小的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)》，要使動(dòng)反力小，那就得剛度降低，因此在用這種優(yōu)化方法的時(shí)候，需要增加一個(gè)約束條件，保持懸置的下壓量不能超過6毫米，從而保證懸置滿足耐久性要求。這種優(yōu)化方法的優(yōu)化目標(biāo)除了模態(tài)和解耦率之外要加上以下兩個(gè)公式：

基于輸出振動(dòng)能量最小的懸置優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,是以傳遞到車身功率流最小為目標(biāo)，建立了考慮車身彈性的動(dòng)力總成、懸置和車身的十五自由度耦合模型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的懸置點(diǎn)間導(dǎo)納函數(shù)以及通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試辨 識(shí)得到的動(dòng)力總成質(zhì)心等效激勵(lì)力，計(jì)算懸置到車身傳遞的功率流大小。其優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為在50Hz~200Hz這一頻段內(nèi)的總傳遞功率流。代表文章有王田修等的《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝點(diǎn)最佳位置的優(yōu)化研究》。

基于輸出振動(dòng)力最小的懸置系統(tǒng)優(yōu)化，是通過整車測(cè)試辨識(shí)得到的對(duì)應(yīng)工況發(fā)動(dòng)機(jī)激振力作為輸入，以輸出振動(dòng)力最小為優(yōu)化目標(biāo)，來對(duì)懸置系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到滿足要求的各懸置剛度值;這種方法需要事先識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)激振力。

基于動(dòng)力總成位移及轉(zhuǎn)角響應(yīng)最小的懸置系統(tǒng)優(yōu)化，代表文章有本人的《基于動(dòng)力總成質(zhì)心位移及轉(zhuǎn)角控制的懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)》一文，輸入的激勵(lì)可以是路面的激勵(lì)也可以是加載在動(dòng)力總成質(zhì)心位置處的扭矩值。優(yōu)化目標(biāo)是在常規(guī)的頻率和解耦率之外還要求動(dòng)力總成質(zhì)心位移和角位移最小。

圖2發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)原理圖

當(dāng)然還有還可以進(jìn)行怠速抖動(dòng)優(yōu)化以及路面抖動(dòng)優(yōu)化，這些不同的優(yōu)化方法得到的剛度值，最好是再進(jìn)行動(dòng)力總成質(zhì)心位移和轉(zhuǎn)角的響應(yīng)計(jì)算后再優(yōu)中選優(yōu)。

圖3 動(dòng)力總成位移響應(yīng)計(jì)算

由于以上這些優(yōu)化獲得的懸置剛度都是在確定性優(yōu)化下獲得的，實(shí)際使用過程中，還要考慮制造偏差或者裝配偏差的情況下的系統(tǒng)穩(wěn)健性問題，那就得再完成穩(wěn)健性計(jì)算和優(yōu)化了，這部分內(nèi)容可以參見本人的文章《基于6σ方法的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)》。

當(dāng)然還有一些粒子群優(yōu)化、不確定性優(yōu)化、遺傳算法優(yōu)化之類，其實(shí)和上面的內(nèi)容差不了多少，可能就是改換了名字，故作玄虛而已。

二、基于MATLAB+ISIGHT的懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

以上優(yōu)化還可以在整車16自由度下進(jìn)行。只是這些優(yōu)化在ADAMS這些大型通用仿真軟件上實(shí)現(xiàn)非常不容易，建議用MATLAB編程結(jié)合Isight中的優(yōu)化算法來進(jìn)行。

圖4 MATLAB程序

基于MATLAB+ISIGHT的懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)我錄制了一套視頻課程上傳到仿真秀知識(shí)服務(wù)平臺(tái)。

有了這套課程再搭配ADAMS或者ABAQUS課程，再加上懸置支架分析的課程，基本上就可以獨(dú)立進(jìn)行懸置系統(tǒng)的正向開發(fā)了。

我的ADAMS汽車NVH懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)攻略

基于Abaqus汽車懸置系統(tǒng)高頻隔振性能分析

通過學(xué)習(xí)用戶可以Get如下技能：

了解懸置優(yōu)化分析項(xiàng)目

學(xué)會(huì)用MATLAB編制懸置系統(tǒng)解耦程序

學(xué)會(huì)MATLAB懸置優(yōu)化程序編制集成ISIGHT后進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置

學(xué)會(huì)基于MATLAB+Isight的懸置系統(tǒng)敏感性(DOE)分析

學(xué)會(huì)基于MATLAB+Isight的懸置系統(tǒng)穩(wěn)健性分析和優(yōu)化

學(xué)會(huì)基于MATLAB+Isight的總傳遞力最小的懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

學(xué)會(huì)基于Matlab+isight的懸置系統(tǒng)路面激勵(lì)振動(dòng)( Road Shake )優(yōu)化設(shè)計(jì)

學(xué)會(huì)基于Matlab+isight的懸置系統(tǒng)KEYON/KEY OFF 優(yōu)化設(shè)計(jì)

它適合以下人員學(xué)習(xí)：

理工科院校學(xué)生

CAE分析工程師

NVH工程師

懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師

三、課程大綱詳解本系列課的主要內(nèi)容如下：第一節(jié)：懸置優(yōu)化分析項(xiàng)目介紹

1、懸置優(yōu)化分析項(xiàng)目(傳統(tǒng)車/混動(dòng)車)

2、懸置優(yōu)化分析項(xiàng)目(純電車)

3、優(yōu)化分析能力介紹第二節(jié)：Matlab懸置解耦及優(yōu)化程序編制

1、理論基礎(chǔ)

2、懸置解耦程序編制過程講解

3、懸置解耦計(jì)算案例第三節(jié)：Matlab優(yōu)化程序編制及優(yōu)化案例

1、ISIGHT優(yōu)化算法介紹

2、懸置優(yōu)化程序編制講解

3、優(yōu)化設(shè)置

剛度為優(yōu)化變量設(shè)置

角度優(yōu)化變量設(shè)置

位置優(yōu)化變量設(shè)置

優(yōu)化權(quán)重設(shè)置

4、查看優(yōu)化結(jié)果

5、不同優(yōu)化算法的討論

多島遺傳產(chǎn)算法

NSGⅡ算法

圖5 程序編制理論基礎(chǔ)

第四節(jié)：基于MATLAB+Isight的懸置系統(tǒng)敏感性(DOE)分析

1、敏感性分析的意義

2、敏感性分析設(shè)置

設(shè)計(jì)方法定義

剛度因子設(shè)置

剛度敏感性分析

位置因子設(shè)置

位置敏感性分析

3、敏感性分析結(jié)果處理及解讀

圖6 繞曲軸模態(tài)剛度敏感性分析

第五節(jié)：基于MATLAB+Isight的懸置系統(tǒng)穩(wěn)健性分析和優(yōu)化

1、穩(wěn)健性分析的意義

2、穩(wěn)健性分析的設(shè)置

剛度分析設(shè)置

位置分析設(shè)置

3、穩(wěn)健性分析結(jié)果解讀

4、穩(wěn)健性優(yōu)化

穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)置

優(yōu)化結(jié)果解讀

5、Mote carlo分析

圖7 Mote carlo分析結(jié)果

第六節(jié)：基于總傳遞力最小的懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的缺陷

2、總傳遞力最小理論基礎(chǔ)

3、MATLAB程序編寫

最小動(dòng)反力程序段編制 ，

懸置位移計(jì)算程序段編制

4、基于總傳遞力最小的懸置系統(tǒng)優(yōu)化

輸出變量設(shè)置

約束變量設(shè)置

目標(biāo)變量設(shè)置

5、 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證

第七節(jié)：基于Matlab+isight的懸置系統(tǒng)路面激勵(lì)振動(dòng)( Road Shake )優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的缺陷

2、Road Shake優(yōu)化的理論基礎(chǔ)

3、MATLAB程序編寫

路面激勵(lì)工況程序段編制

4、基于Road Shake懸置系統(tǒng)優(yōu)化

輸出變量設(shè)置

約束變量設(shè)置

目標(biāo)變量設(shè)置

5、 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證

圖8 RODA SHAKE分析

第八節(jié)：基于Matlab+isight的懸置系統(tǒng)啟停(Keyon/off)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的缺陷

2、KEY on/off優(yōu)化的理論基礎(chǔ)

3、KEY on/off程序編寫

啟停工況程序段編制

4、基于啟停(Keyon/offf)懸置系統(tǒng)優(yōu)化

輸入變量設(shè)置(剛度變量/角度變量/位置變量)

輸出變量設(shè)置(頻率/解耦率)

目標(biāo)變量設(shè)置(加速度和角加速度)

優(yōu)化權(quán)重設(shè)置

5、 優(yōu)化結(jié)果查看

6、方案驗(yàn)證

Keyon/off優(yōu)化案例：

圖9 優(yōu)化前結(jié)果

圖10優(yōu)化后結(jié)果

顯然優(yōu)化剛度后動(dòng)力總成質(zhì)心位移和加速度下降明顯，相應(yīng)的三個(gè)懸置支反力也下降了。好了，就寫到這里。

審核編輯：湯梓紅