某重型商用车驾驶室动态特征分析及优化

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作者简介：贠海涛，男，１９７７年生。青岛理工大学汽车与交通学院副教授、博士。研究方向为汽车电子与电动汽车技术。赵玉兰，女，１９７４年生。青岛理工大学汽车与交通学院讲师。钟再敏，男，１９７３年生。同济大学汽车学院副教授。

参考文献：［］孙泽昌，田佳卿．锂离子动力电池参数辨识１魏学哲，］，与状态估计［同济大学学报（自然科学版）Ｊ．２００８，（）：３６２２３１－２３５．［］２ＣａｉＣＨ，ＤｕＤ，ＬｉｕＺＹ．ＢａｔｔｅｒＳｔａｔｅ－ｏｆ－ｃｈａｒｅｙｇ（ＳＯＣ）ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＵｓｉｎＡｄａｔｉｖｅＮｅｕｒｏ－ｆｕｚｚｇｐｙ／／ＩｎｆｅｒｅｎｃｅＳｓｔｅｍ（ＡＮＦＩＳ）［Ｃ］Ｔｈｅ１２ｔｈＩＥＥＥｙ，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＦｕｚｚＳｓｔｅｍｓ．Ｂｅｉｉｎｙｙｊｇ２００３：１０６８－１０７３．［］魏学哲，孙泽昌．基于扩展卡尔曼滤波算法３戴海峰，］的燃料电池车用锂离子动力电池荷电状态估计［Ｊ．（）：机械工程学报，２００７，４３２９２－９５．［］，４ＬｅｅＪＮａｍａＯ，ＣｈｏａＢＨ．Ｌｉ－ｉｏｎＢａｔｔｅｒＳＯＣｙＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＲｅｄｕｃｅｄＯｒｄｅｒＥｘｔｅｎｄｅｄＫａｌｍａｎＦｉｌｔｅｒｉｎＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ源自文库ｏｆＰｏｗｅｒｇ［，（）：Ｓｏｕｒｃｅｓ２００７，１７４１９－１５．［］燃料电池轿车锂离子动力蓄电池管理系统５魏学哲．［研究：上海：同济大学，Ｄ］．２００５．［６］ＤｏｒｆＲＣ，ＢｉｓｈｏＲＨ．ＭｏｄｅｒｎＣｏｎｔｒｏｌＳｓｔｅｍｓｐｙ［北京：科学出版社，Ｍ］．２００２．（编辑郭伟）
０引言
重型商用车具有运输效率高、成本低的特点，随着国家对基础建设的大量投入，重型商用车年
收稿日期：２０１０—０１—１１；基金项目：国家杰出青年科学基金资助项目（国家重１０７２５２０８））点基础研究发展计划（资助项目（９７３计划）２０１０ＣＢ８３２７０５
（））一阶自由模态（ａ１７．２０Ｈｚ
通过试验模态并对有限元模型进行修正，可使有限元模型更符合实际，利用修正的有限元模型对结构的固有频率进行分析，并利用优化方法进行结构设计可避开各种振源的激励频率。本文以某重型商用车为研究对象，通过驾驶找出结构不合理的地方，并进行试验室模态分析，模态，验证了有限元模型的准确性。综合考虑驾驶室模态、轻量化和整体刚度，运用代理模型和模优化后，获得多组结型管理技术进行多目标优化，构设计方案，驾驶室模态明显改进，质量也有所减小。
销售增长率达７０％左右，２００８年销售量是２０００
［］年的６它的生产和开发成为商用车公司．５７倍１，
竞争的焦点。重型商用车的工作条件恶劣，行驶的道路等级低，长期在满载、振动和冲击载荷等外当外界激振频率与系统固有频率界激励下工作，接近时，将产生共振，带来噪声和部件的疲劳损
·２５１０· 坏，破坏表面的密封性，造成结构破坏。模态分析是确定振动特性，得到结构固有频率和振型的过程。利用有限元法进行驾驶室结构的模态分析，可以直观地再现振动模态，较真实地在汽车工业中得到大量应描绘出动态过程，
２－３］。驾驶室结构复杂，用［建立有限元模型时，边
中国机械工程第２１卷第２０期２０１０年１０月下半月
界条件的处理和力学模型的简化与实际有所差异，有些参数（如阻尼、结合面特征等）目前尚无法
４］，影响了分析精度。试验模态分析是当今定值［５］。结构动态分析的主要技术，得到了广泛的应用［
— — 陈国栋韩旭刘桂萍等某重型商用车驾驶室动态特征分析及优化 —
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某重型商用车驾驶室动态特征分析及优化
陈国栋韩旭刘桂萍雷飞姜潮
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，４１００８２
摘要：利用有限元模态分析理论，分析了某重型商用车驾驶室的动态特征，并结合试验模态分析，验证了驾驶室有限元模型的正确性。利用该有限元模型进行灵敏度分析，找到对一阶模态影响大的部件，以它们的厚度为优化变量，以扭转刚度为约束，以一阶模态和驾驶室质量为优化目标，建立多目标多约结合模型管理技术更新代理模型，并严束的优化模型。运用径向基函数代理模型和微型多目标遗传算，格控制代理模型的误差。最后获得大量误差很小的非支配解，为设计提供多种参考方案，驾驶室模态得质量也有所降低。到明显改进，关键词：驾驶室；试验模态分析；代理模型；微型多目标遗传算法；优化设计）中图分类号：Ｕ４６３．８ＴＨ１１３．１文章编号：１００４—１３２Ｘ（２０１０２０—２５０９—０５ＤｎａｍｉｃｓＡｎａｌｓｉｓａｎｄＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣａｂｏｆａＨｅａｖＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＶｅｈｉｃｌｅｙｙｐｙＣｈｅｎＧｕｏｄｏｎａｎＸｕＬｉｕＧｕｉｉｎｅｉＦｅｉＪｉａｎＣｈａｏＨＬｇｐｇｇＳｔａｔｅＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＤｅｓｉｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｆｏｒｙｙｇｇ，，，ＶｅｈｉｃｌｅＢｏｄＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈａｎｓｈａ４１００８２ｙｙｇ：ＡｂｓｔｒａｃｔＤｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｃａｂｏｆａｈｅａｖｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｖｅｈｉｃｌｅｗｅｒｅａｎａｌｚｅｄｕｓｉｎｙｙｙｇ；ｆｉｎｉｔｅｒｏｖｅｄｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅａｎａｌｓｉｓｔｈｅｏｒｉｔｗａｓｔｏｂｅｒｉｈｔｂｔｈｅｃｏｒｒｅｓｏｎｄｉｎｍｏｄａｌｔｅｓｔ．Ｓｏｍｅｐｙｙｇｙｐｇ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓｗｅｒｅｃｈｏｓｅｎａｓｄｅｓｉｎｖａｒｉａｂｌｅｓｕｓｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔａｎａｌｓｉｓａｎｄｔｈｅｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｓｓｅｍｂｌｇｇｙｙｐｙ，ｗａｓｂｕｉｌｔｗｉｔｈｔｏｒｓｉｏｎｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄａｎｄｔｈｅｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｍｏｄｅａｓｗｅｌｌａｓｌｉｈｔｗｅｉｈｔｒｏｂｌｅｍｇｇｐｄｅｓｉｎｅｄ．Ｔｈｅｅｎｅｔｉｃｓｕｒｒｏａｔｅｍｏｄｅｌｓｏｆｒａｄｉａｌｂａｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｍｕｌｔｉ－ｏｂｅｃｔｉｖｅａｌｏｒｉｔｈｍｇｇｇｊｇ，ｗｅｒｅａｄｏｔｅｄｔｈｅｎｍｏｄｅｌｍａｎａｅｔｅｃｈｎｉｕｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｕｄａｔｅａｎｄｓｔｒｉｃｔｌｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｅｒｒｏｒｆｒｏｍｐｇｑｐｙ，，ｓｕｒｒｏａｔｅｓ．Ａｔｌａｓｔｍａｎｎｏｎ－ｄｏｍｉｎａｔｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗｉｔｈｌｏｗｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｍａｎｄｅｓｉｎｇｙｙｇｓｃｈｅｍｅｓｗｅｒｅｏｆｆｅｒｅｄ．Ｔｈｅｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｍｏｄｅｉｓｉｍｒｏｖｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌａｎｄｔｈｅｗｅｉｈｔｉｓｌｉｈｔｅｄ．ｐｙｇｇ：；；；ｅｎｅｔｉｃＫｅｗｏｒｄｓｃａｂｅｘｅｒｉｍｅｎｔｍｏｄａｌａｎａｌｓｉｓｓｕｒｒｏａｔｅｍｏｄｅｌｍｉｃｒｏｍｕｌｔｉ－ｏｂｅｃｔｉｖｅｇｐｙｇｊｙａｌｏｒｉｔｈｍ；ｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｎｇｐｇ