汽车车身耐撞性与NVH多学科设计优化研究

将多学科设计优化运用在汽车车身耐撞性研究中,通过拉丁方试验设计获取采样数据点,同时,为了提高了计算效率,构建了考虑整车正撞安全性和白车身扭转模态优化设计的多学科系统的响应面近似模型,然后运用序列响应面方法结合多学科可行性方法对近似模型进行优化。避免了传统整车耐撞性和白车身NVH相结合的多学科优化设计方法计算量大,且在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点。在较好地满足CMVDR294安全法规的同时,使得白车身的扭转模态值得到提高,在一定程度上改善了汽车的安全性、舒适性和平顺性。

基于刚柔耦合模型的悬架NVH性能研究

使用有限元软件分析了橡胶衬套对悬架NVH性能的影响。柔化其他悬架部件,建立了多体动力学刚柔耦合模型。通过试验设计(DOE)分析了橡胶衬套刚度对悬架NVH性能的灵敏度并进行了优化。通过对比优化前后仿真结果,可以看出悬架中高频NVH性能得到了改善。将模型仿真与道路模拟机测试结果进行对比,验证了模型的准确性。

形貌优化在驾驶室支架NVH设计中的应用研究

形貌是零部件的关键特征,它不仅影响零部件的质量,更影响零部件的动态特性,如NVH(噪声、振动、声振粗糙度)特性。为了提高驾驶室的NVH性能,提出将形貌优化技术应用到驾驶室支架的NVH设计中,通过改变支架的形貌,提高其动态特性,降低支架上端振动加速度,从而提高驾驶室的舒适性。在Hyperworks建立支架有限元模型,再根据试验测试的数据分析了当前驾驶室支架的NVH传递特性,并进行有限元模型校正。在二阶频率处,仿真结果为10.23 m/s^2,试验结果为9.79 m/s^2,相对误差为4.49%;在三阶频率处,仿真结果为4.24 m/s^2,试验结果为4.48 m/s^2,相对误差为5.35%,各阶相对误差均小于5.5%,表明模型具有较高的准确性。再以支架本体为设计变量,以支架上端振动加速度最小值为优化目标,进行形貌优化,得到三种优化方案。最后根据优化方案进行CAD(计算机辅助设计)建模,对新建模型进行模态频率响应分析,选取较优方案。结果表明,支架加强筋的分布方式对其模态频率及刚度有较大影响,三种优化方案均达到了不同程度的优化效果,其中方案三优化效果较为明显,第二、三阶的振动加速度降低幅度达到59.7%、61.2%,关键频率避开了激励较大的频率区域。优化结果表明,通过合理的设计零件的形貌能够达到改善汽车NVH的性能,为类似汽车零部件NVH性能的改善提供一种新的思路与方法。

面向多层级目标的汽车前围声学包优化研究

为了研究汽车声学包设计参数对其多性能目标的影响,首先,改进了传统的深度信念网络(DBNs)方法,并提出SVR-DBNs (support vector regression-deep belief networks)模型,提升了模型映射的准确度;其次,从车辆噪声传递关系与层级目标分解角度出发,提出了一种多层级目标预测与分析方法;最后,将所提方法应用于具体车型的前围声学包性能、重量与成本多目标预测与优化分析.研究结果表明:SVR-DBNs方法对前围声学包性能、重量与成本目标预测准确度均在0.975以上,优于传统的反向传播神经网络(BPNN)、SVR与DBNs模型;基于SVR-DBNs模型的优化结果与实测结果接近,两者加权目标相对误差为1.09%(平均传递损失(MTL)、重量和成本相对误差绝对值分别为1.44%、1.04%与0.71%),优化后的实测结果较前围声学包原始状态性能、重量和成本分别提升了5.51%、9.01%与4.40%.

某电动汽车真空泵噪声分析与优化

真空泵作为电动汽车制动系统中的重要组成部分,通过电机旋转来获得真空,是电动汽车的一个重要振动噪声源。文章针对某电动汽车在制动工况下真空泵工作时整车噪声、振动、声振粗糙度(NVH)问题,运用Test.lab测试分析系统对可能存在的原因进行实验排查分析,最终发现真空泵工作频率与安装支架模态耦合共振导致真空泵噪声大。通过优化真空泵支架的频率及动刚度,并提高真空泵安装橡胶垫的隔振率,解决真空泵噪声大问题,提高该电动汽车的乘坐舒适性。

基于多学科优化的锂离子动力电池包轻量化设计

为实现电动车锂离子动力电池包的轻量化、结构耐久性设计,依据国标要求,建立有限元模型,并进行噪声振动粗糙度(NVH)、结构耐久性和碰撞安全工况的分析。将频域随机振动载荷等效成时域随机信号,进行焊点疲劳分析。搭建多学科自动化样本计算流程,生成多学科近似模型,并进行优化分析。疲劳寿命预测结果与实验结果一致。结果表明:采用该多学科优化设计方案,质量减少4.0kg,减少率6.5%;模态降低了13.4%;最大焊点损伤值0.52,满足目标要求,在实验中未出现破坏。因此,该多学科优化设计可以快速准确地找到全局最优解。

发动机舱盖的多学科设计优化方法

利用一种包含结构刚度、声-振-粗糙度(NVH)特性和行人保护性能等多个学科的自动计算流程,建立了一个用于发动机舱盖的优化设计方法。该流程借助隐式参数化方法,使用SFE Concept软件构建发动机舱盖参数化模型;以发动机舱盖内板纵梁位置等为变量,依托i Sight软件平台,调用仿真计算队列,基于多学科"试验设计(DOE)"统计样本计算结果,对发动机舱盖性能进行全局优化。结果表明:改进后的发动机舱盖,以较小的结构调整,使其按照新版中国新车评价规程(C-NCAP)的行人保护性能测试得分由7.42提升至7.72,优化效果明显。因而,该优化方法可用于发动机舱盖的正向多学科设计优化。