基于疲劳寿命的悬架控制臂多目标稳健性优化 被引量：1

1

作者 孙涛 蒋荣超 刘大维 《机械设计》 北大核心 2025年第1期85-93,共9页

轻量化设计是减少汽车尾气排放和燃油消耗的重要途经之一,而设计参数的不确定性会影响优化设计结果的可靠性。文中以汽车麦弗逊悬架下控制臂为研究对象,对其模态及刚度进行有限元分析,并采用名义应力法对其进行疲劳寿命预测。基于网格... 轻量化设计是减少汽车尾气排放和燃油消耗的重要途经之一,而设计参数的不确定性会影响优化设计结果的可靠性。文中以汽车麦弗逊悬架下控制臂为研究对象,对其模态及刚度进行有限元分析,并采用名义应力法对其进行疲劳寿命预测。基于网格变形技术将控制臂的7个关键几何参数定义为设计变量,以疲劳寿命和质量为优化目标,基于响应面和克里金近似模型,以及NSGA-Ⅱ算法对控制臂进行多目标确定性优化,采用熵权TOPSIS法挖掘Pareto解集的最优解。针对设计变量的不确定性,在确定性优化中加入6σ约束对控制臂进行多目标稳健性优化。优化结果表明:在刚度和模态满足设计要求的同时,控制臂的质量减小了4.83%,寿命提高了83.95%,所有性能均达到8σ水平,取得较好的优化效果。 展开更多

关键词 悬架控制臂 疲劳寿命 确定性优化 稳健性设计 响应面近似模型

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汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化 被引量：57

2

作者 祝小元 方宗德 +1 位作者 申闪闪 戚玉轩 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期138-141,共4页

以多工况下的柔度(静态)和振动固有频率(动态)为目标函数,对汽车悬架控制臂进行多目标拓扑优化。基于SIMP变密度的拓扑优化方法,将多级容差序列规划与折衷规划法相结合,首先进行自由振动工况下的频率优化,然后以此为基础进行静态工况下... 以多工况下的柔度(静态)和振动固有频率(动态)为目标函数,对汽车悬架控制臂进行多目标拓扑优化。基于SIMP变密度的拓扑优化方法,将多级容差序列规划与折衷规划法相结合,首先进行自由振动工况下的频率优化,然后以此为基础进行静态工况下的柔度优化,最终得到了同时满足静态柔度最小和振动低阶频率最高要求的控制臂拓扑结构。 展开更多

关键词 悬架控制臂 多目标 拓扑优化 多级容差序列规划 折衷规划

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汽车悬架控制臂的可靠性拓扑优化 被引量：14

3

作者 赵清海 张洪信 +2 位作者 朱智富 蒋荣超 袁林 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期313-319,共7页

本文中基于变密度法,建立了具有可靠性约束的连续体结构拓扑优化模型,以结构设计区域体积最小化为目标函数,对某一汽车的悬架控制臂进行带解耦格式的可靠性拓扑优化。首先,根据一次可靠度法中可靠性指标的几何意义寻求满足目标可靠性指... 本文中基于变密度法,建立了具有可靠性约束的连续体结构拓扑优化模型,以结构设计区域体积最小化为目标函数,对某一汽车的悬架控制臂进行带解耦格式的可靠性拓扑优化。首先,根据一次可靠度法中可靠性指标的几何意义寻求满足目标可靠性指标约束的设计点;然后,依据随机变量的灵敏度信息将随机变量修正为确定性变量;最后,将问题分解为可靠性分析和等价的确定性拓扑优化两个独立子问题,进行确定性可靠性拓扑优化,并以某一汽车的悬架控制臂为例,验证了所提算法的有效性。结果表明:与确定性拓扑优化相比,带解耦格式的可靠性拓扑优化可获得更加可靠的拓扑优化构型,可最大限度地满足经济性和安全性的设计要求。 展开更多

关键词 悬架控制臂 拓扑优化 变密度法 可靠性分析 一次可靠度法

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基于ANSYS的汽车悬架控制臂有限元分析 被引量：16

4

作者 张海波 张瑞军 常影 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第3期150-151,155,共3页

为了提高汽车悬架系统的可靠性及平稳性,结合悬架系统中的重要零件,对汽车悬架控制臂进行了研究。针对控制臂几何形状比较复杂的特点,应用逆向工程技术对其进行逆向建模,同时为了确保汽车悬架控制臂在行驶过程中的安全性,对汽车悬架控... 为了提高汽车悬架系统的可靠性及平稳性,结合悬架系统中的重要零件,对汽车悬架控制臂进行了研究。针对控制臂几何形状比较复杂的特点,应用逆向工程技术对其进行逆向建模,同时为了确保汽车悬架控制臂在行驶过程中的安全性,对汽车悬架控制臂的受载状况进行了分析,并应用ANSYS分析软件对控制臂进行了网格划分和强度分析,最后利用ANSYS疲劳分析模块验证了汽车悬架控制臂能够满足疲劳强度要求。 展开更多

关键词 汽车悬架控制臂 ANSYS 逆向工程 有限元分析

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汽车悬架控制臂前衬套自动化压装原理与实现方法 被引量：3

5

作者 蒋振辉 范灏 +1 位作者 许黎明 梁庆华 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第10期34-36,共3页

针对汽车悬架控制臂前衬套压装的现状,提出了一种新的前衬套自动化压装原理。基于该原理能在一台机床上实现前衬套的自动上料、自动正压和自动反压,给出了正反压一体化的实现方法,实践表明,根据新原理设计的自动化压装设备能高效率、高... 针对汽车悬架控制臂前衬套压装的现状,提出了一种新的前衬套自动化压装原理。基于该原理能在一台机床上实现前衬套的自动上料、自动正压和自动反压,给出了正反压一体化的实现方法,实践表明,根据新原理设计的自动化压装设备能高效率、高质量地实现前衬套的压装,所提出的压装技术不仅能实现单机自动化,也能用于控制臂多工位整线自动化压装。 展开更多

关键词 悬架控制臂 前衬套 正压装 反压装

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车辆悬架控制臂液压衬套区间动刚度模型研究 被引量：1

6

作者 陈科 於孝朋 +3 位作者 郑红梅 王海朔 张国军 吴睿 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期205-211,共7页

已有文献的车辆悬架控制臂液压衬套动刚度模型仅能给出动刚度变化理想曲线,不能给出动刚度的上下变化曲线。为了解决这个问题,将流体惯性系数和流量阻尼系数定义为区间变量,运用区间不确定性理论建立了液压衬套的动刚度模型。将初始区... 已有文献的车辆悬架控制臂液压衬套动刚度模型仅能给出动刚度变化理想曲线,不能给出动刚度的上下变化曲线。为了解决这个问题,将流体惯性系数和流量阻尼系数定义为区间变量,运用区间不确定性理论建立了液压衬套的动刚度模型。将初始区间动刚度模型获得的仿真结果与已有的实验结果对比,吻合较好,验证了该模型的正确性。采用子区间组合法,在一定的区间精度下获得优化的区间动刚度模型,进而获得优化的动刚度上下限变化曲线。区间动刚度模型为动刚度的全面描述提供了一种方法,对文献的动刚度模型进行了改进。 展开更多

关键词 液压衬套 悬架控制臂 动刚度 区间不确定理论 区间精度

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基于免组装有限元的悬架控制臂拓扑优化 被引量：3

7

作者 卞翔 方宗德 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期23-29,共7页

为了提高拓扑优化在实际工程应用中的速度,将一种基于拓扑灵敏度的拓扑优化算法与免组装有限元法结合,对汽车悬架控制臂进行多工况拓扑优化.该方法使用一致的体素单元划分网格,用压缩共轭梯度法(DCG)加速有限元的求解,得到结构的应力和... 为了提高拓扑优化在实际工程应用中的速度,将一种基于拓扑灵敏度的拓扑优化算法与免组装有限元法结合,对汽车悬架控制臂进行多工况拓扑优化.该方法使用一致的体素单元划分网格,用压缩共轭梯度法(DCG)加速有限元的求解,得到结构的应力和应变场,从而获得拓扑灵敏度场,用来控制结构拓扑变化.通过添加多工况优化以及加工约束功能,使该方法更符合工程应用的要求.通过对比,该方法和商用软件能够获得性能接近、形状相似的优化结构,而整个优化过程的速度有显著提高. 展开更多

关键词 悬架控制臂 多工况拓扑优化 免组装有限元 体素化 压缩共轭梯度法 拓扑灵敏度

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等温锻造对镁合金汽车悬架控制臂性能的影响研究 被引量：2

8

作者 李海斌 王仁广 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第23期151-153,157,共4页

采用不同的锻造工艺对AZ31-0.15%Ce镁合金汽车悬架控制臂进行了锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试与对比分析。结果表明:与常规锻造相比,采用等温锻造方式制备的镁合金汽车悬架控制臂力学性能和耐腐蚀性能得到显著提高。该悬架... 采用不同的锻造工艺对AZ31-0.15%Ce镁合金汽车悬架控制臂进行了锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试与对比分析。结果表明:与常规锻造相比,采用等温锻造方式制备的镁合金汽车悬架控制臂力学性能和耐腐蚀性能得到显著提高。该悬架控制臂的最佳锻造工艺为等温锻造,其工艺参数为模具预热温度410℃、锻造温度410℃、锻造速度120 mm/min。 展开更多

关键词 常规锻造 等温锻造 汽车悬架控制臂 力学性能 耐腐蚀性能

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汽车悬架控制臂的模态分析 被引量：3

9

作者 张海波 张瑞军 高燕刚 《拖拉机与农用运输车》 2015年第3期5-8,共4页

为了使汽车悬架控制臂具有更合理的结构和稳定的动态特性,在模态分析的理论基础上,应用CATIA软件建立了控制臂的三维模型,并将控制臂模型导入ANSYS分析软件中,对其进行了有限元模态分析,获得了汽车悬架控制臂前6阶的固有频率和振型,通... 为了使汽车悬架控制臂具有更合理的结构和稳定的动态特性,在模态分析的理论基础上,应用CATIA软件建立了控制臂的三维模型,并将控制臂模型导入ANSYS分析软件中,对其进行了有限元模态分析,获得了汽车悬架控制臂前6阶的固有频率和振型,通过对前6阶模态固有振型的匹配分析,找出了汽车悬架控制臂振动的薄弱环节,为汽车悬架控制臂的进一步优化设计提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 汽车 悬架控制臂 固有频率 ANSYS 模态分析

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基于Geomagic Studio的汽车悬架控制臂点云数据处理 被引量：1

10

作者 常影 明哲 +2 位作者 佟沐霖 梁丽青 杨珊珊 《河北农机》 2016年第7期43-44,共2页

汽车悬架控制臂是决定汽车性能的主要因素之一,由于其曲面结构复杂,通过正向建模获得零件模型较困难。应用逆向建模可以缩短建模周期,降低研发成本。本文主要研究基于Geomagic Studio软件的汽车悬架控制臂点云数据处理。

关键词 GEOMAGIC STUDIO 汽车悬架控制臂 逆向建模 点云数据

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基于CATIA的汽车悬架控制臂模具设计研究 被引量：1

11

作者 常影 明哲 +2 位作者 佟沐霖 杨珊珊 张瑞军 《河北农机》 2016年第6期64-65,共2页

汽车零部件曲面结构复杂,不仅建模周期长,模具的设计也很复杂。CATIA软件具有强大的曲面建模功能,也因此在汽车领域应用非常广泛。本文应用CATIA软件对汽车悬架控制臂进行模具设计,不仅减少多个软件更换不兼容的问题,还可以应用CATIA软... 汽车零部件曲面结构复杂,不仅建模周期长,模具的设计也很复杂。CATIA软件具有强大的曲面建模功能,也因此在汽车领域应用非常广泛。本文应用CATIA软件对汽车悬架控制臂进行模具设计,不仅减少多个软件更换不兼容的问题,还可以应用CATIA软件中的干涉检测功能检验设计的合理性,对汽车类复杂零件的模具设计研究起到一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 汽车悬架控制臂 CATIA软件 模具设计 干涉分析

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基于液态模锻的汽车悬架控制臂模具设计 被引量：2

12

作者 张海波 张瑞军 高燕刚 《拖拉机与农用运输车》 2015年第5期36-38,共3页

为了提高汽车悬架控制臂的力学性能,在采用液态模锻加工工艺的基础上,应用CATIA软件建立了控制臂的三维模型,并将控制臂模型导入ANSYS分析软件中,得到了汽车悬架控制臂的应力分布图,找到了汽车悬架控制臂应力最大的部位,在此基础上对控... 为了提高汽车悬架控制臂的力学性能,在采用液态模锻加工工艺的基础上,应用CATIA软件建立了控制臂的三维模型,并将控制臂模型导入ANSYS分析软件中,得到了汽车悬架控制臂的应力分布图,找到了汽车悬架控制臂应力最大的部位,在此基础上对控制臂模具的内浇道宽度和比压进行了试验分析,得到了最佳的内浇道宽度和比压,最终获得了汽车悬架控制臂的模具示意图,为获得较高力学性能的汽车悬架控制臂提供了保障。 展开更多

关键词 汽车悬架控制臂 液态模锻 ANSYS 模具设计

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基于铺层设计特征的碳纤维增强复合材料悬架控制臂结构优化 被引量：10

13

作者 杨绍勇 雷飞 陈园 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期600-605,619,共7页

基于铺层设计特征,提出一种使用碳纤维复合材料对承载结构件进行结构优化设计的方法和流程.该方法综合考虑结构几何特征、材料铺层方式、铺层厚度及铺层角度在设计环节中的序列关系,通过几何设计空间构建、离散变量多目标优化、基于工... 基于铺层设计特征,提出一种使用碳纤维复合材料对承载结构件进行结构优化设计的方法和流程.该方法综合考虑结构几何特征、材料铺层方式、铺层厚度及铺层角度在设计环节中的序列关系,通过几何设计空间构建、离散变量多目标优化、基于工艺可行性的最优决策等方法实现结构设计.以碳纤维增强复合材料悬架控制臂的轻量化设计为例:首先,以钢质控制臂结构为参考建立复合材料控制臂的几何设计空间;然后,以复合材料铺层便利性为原则对其进行结构设计,采用准各向同性铺层对控制臂的铺层厚度进行设计;进而,以提高控制臂刚度和1阶固有频率为目标,使用优化算法对铺层角度进行多目标优化设计;最后,以工艺可行性为约束对优化结果进行筛选并最终完成结构设计.结果表明,所设计复合材料结构具有更大的刚度和1阶固有频率,并且与钢质结构相比减重47.9%.所提出的方法能够较好地兼顾结构特征和复合材料设计要求之间的关系,为复合材料结构优化设计理论与方法的发展提供有益参考. 展开更多

关键词 铺层设计特征 碳纤维增强复合材料 悬架控制臂轻量化 多目标优化 工艺可行性

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基于Kriging模型的悬架控制臂轻量化多目标优化 被引量：9

14

作者 张涛 蒋荣超 +2 位作者 刘大维 陈焕明 刘越 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第S02期28-32,共5页

以汽车麦弗逊式悬架下控制臂为研究对象,在HyperWorks软件中建立其有限元模型,基于网格变形技术将控制臂本体上孔的长度和宽度、中孔直径、下孔的长度和宽度、孔深度及控制臂厚度等7个参数定义为设计变量,以质量最小、第1阶模态频率最... 以汽车麦弗逊式悬架下控制臂为研究对象,在HyperWorks软件中建立其有限元模型,基于网格变形技术将控制臂本体上孔的长度和宽度、中孔直径、下孔的长度和宽度、孔深度及控制臂厚度等7个参数定义为设计变量,以质量最小、第1阶模态频率最大为优化目标,并考虑控制臂强度和刚度性能,结合最优拉丁方试验设计拟合Kriging近似模型,利用NSGA-II算法对悬架控制臂进行轻量化多目标优化,得到Pareto最优解集。优化结果表明,悬架控制臂质量降低了5.85%,同时其结构性能均满足使用要求,取得了较好的轻量化效果;基于Kriging模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标优化方法可大幅提高控制臂结构优化效率,可为汽车零部件轻量化设计提供参考。 展开更多

关键词 轻量化 多目标优化 悬架控制臂 Kriging近似模型 NSGA-Ⅱ算法

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基于汽车悬架控制臂点云数据处理的研究

15

作者 张海波 张瑞军 高燕刚 《拖拉机与农用运输车》 2015年第4期12-14,共3页

对汽车悬架控制臂零件在逆向工程技术中点云数据处理的内容和方法进行了研究。通过对扫描获得的点云数据进行处理,即点云噪音处理、多视点云对齐、点云数据的修补、点云数据的平滑和滤波、点云数据的精简等,从而提高了点云数据的精确度... 对汽车悬架控制臂零件在逆向工程技术中点云数据处理的内容和方法进行了研究。通过对扫描获得的点云数据进行处理,即点云噪音处理、多视点云对齐、点云数据的修补、点云数据的平滑和滤波、点云数据的精简等,从而提高了点云数据的精确度和可靠性。最后,结合Geomagic Studio软件对汽车悬架控制臂点云数据的处理方法进行了分析,最终得到了处理后高精确度的点云数据。 展开更多

关键词 汽车悬架控制臂 逆向工程 数据处理 GEOMAGIC STUDIO

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碳纤维复合材料悬架控制臂轻量化设计研究 被引量：9

16

作者 刘越 蒋荣超 +2 位作者 刘大维 陈焕明 张涛 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第8期47-52,共6页

考虑到碳纤维复合材料(CFRP)轻质高强的特性,研究采用碳纤维复合材料替代钢质材料的悬架控制臂轻量化设计方法。基于等刚度原理设计碳纤维复合材料控制臂,并对比分析两种材料控制臂的结构性能,在此基础上,结合正交试验设计方法对碳纤维... 考虑到碳纤维复合材料(CFRP)轻质高强的特性,研究采用碳纤维复合材料替代钢质材料的悬架控制臂轻量化设计方法。基于等刚度原理设计碳纤维复合材料控制臂,并对比分析两种材料控制臂的结构性能,在此基础上,结合正交试验设计方法对碳纤维复合材料控制臂铺层进行优化设计。结果表明:与原钢质控制臂相比,碳纤维复合材料控制臂在满足刚度使用要求的前提下,减重48.32%,同时强度性能大幅提升,取得了较好的轻量化效果。 展开更多

关键词 等刚度原理 碳纤维复合材料 悬架控制臂 正交试验设计 轻量化

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半主动悬架控制的联合仿真 被引量：6

17

作者 赵永光 陈剑 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第5期104-107,共4页

对某汽车的半主动悬架进行了联合仿真。首先,用ADAMS软件建立汽车悬架的多体动力学模型。其次,通过Matlab/simulink编写模糊控制算法。最后,通过连接Adams软件和对其进行联合仿真。将采用半主动悬架系统得到的仿真结果与采用被动悬架系... 对某汽车的半主动悬架进行了联合仿真。首先,用ADAMS软件建立汽车悬架的多体动力学模型。其次,通过Matlab/simulink编写模糊控制算法。最后,通过连接Adams软件和对其进行联合仿真。将采用半主动悬架系统得到的仿真结果与采用被动悬架系统得到的仿真结果进行性能对比,结果表明半主动悬架系统改善车辆的行驶平顺性。 展开更多

关键词 振动与波 悬架控制 模糊控制 联合仿真 ADAMS

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基于路面识别的车辆半主动悬架控制 被引量：14

18

作者 秦也辰 董明明 +1 位作者 赵丰 顾亮 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1138-1143,共6页

以实现悬架自适应半主动控制为目的,基于多目标优化算法及路面识别,针对车辆平顺性与操纵稳定性进行研究.首先建立1/4车辆等效天棚控制模型,并根据系统动力学关系推导车辆簧载质量加速度及轮胎动载荷的解析解表达式,然后利用基于遗传算... 以实现悬架自适应半主动控制为目的,基于多目标优化算法及路面识别,针对车辆平顺性与操纵稳定性进行研究.首先建立1/4车辆等效天棚控制模型,并根据系统动力学关系推导车辆簧载质量加速度及轮胎动载荷的解析解表达式,然后利用基于遗传算法的多目标优化算法求取Pareto最优解集.依据路面识别得到的路面等级分配控制权重,以获得不同路面对应的控制增益.仿真结果显示,基于路面识别的半主动悬架自适应控制系统能够通过调节权重获得不同路面行驶条件下平顺性与操纵稳定性之间的平衡. 展开更多

关键词 悬架半主动控制 多目标优化 路面等级识别 平顺性 操纵稳定性

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基于MC9S08GB60的汽车电控悬架控制系统设计 被引量：1

19

作者 王炳 陈照章 徐兴 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第12期70-72,共3页

对空气悬架的控制是提高车辆行驶平顺性的有效方法。以MC9S08GB60为控制芯片,以YBL6891H型客车的1/4车辆模型为研究对象,设计了一种客车用空气悬架的电子控制单元。该控制单元通过调整空气弹簧的刚度,降低车身垂直加速度,并采用模糊PID... 对空气悬架的控制是提高车辆行驶平顺性的有效方法。以MC9S08GB60为控制芯片,以YBL6891H型客车的1/4车辆模型为研究对象,设计了一种客车用空气悬架的电子控制单元。该控制单元通过调整空气弹簧的刚度,降低车身垂直加速度,并采用模糊PID控制算法,提高控制精度。试验表明:该电子控制单元能有效降低车身垂直加速度,在改善车辆行驶平顺性的同时,提高了操纵稳定性。 展开更多

关键词 电子控制空气悬架 模糊PID 垂直加速度

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基于模糊控制的半车悬架系统姿态协调控制

20

作者 闫子阳 刘善辉 +2 位作者 庄晔 梁志华 陈帝印 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第2期445-453,共9页

基于遗传算法和改进粒子群优化算法相结合的智能优化方法对车辆滑模控制器进行优化,并在其基础上应用到半车悬架模型中.首先利用模糊控制的控制方法设计车身姿态补偿模糊控制器,然后结合两种控制策略,确定最终的半主动悬架控制策略,抑... 基于遗传算法和改进粒子群优化算法相结合的智能优化方法对车辆滑模控制器进行优化,并在其基础上应用到半车悬架模型中.首先利用模糊控制的控制方法设计车身姿态补偿模糊控制器,然后结合两种控制策略,确定最终的半主动悬架控制策略,抑制车身俯仰角.实验结果表明,该控制器性能优越,能有效抑制汽车行驶过程中车身俯仰角的变化,改善汽车行驶的平顺性. 展开更多

关键词 滑模控制器 半车模型 半主动悬架控制 模糊控制 控制策略

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