基于有限元法和HAM法的转向系统优化

中国机械工程 ›› 2012, Vol. 23 ›› Issue (13): 1633-1637.

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基于有限元法和HAM法的转向系统优化

周冠1;徐飞云2;成艾国1;顾纪超1;王国春1

1.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，410082
2.上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州，545007

出版日期:2012-07-10 发布日期:2012-07-17
基金资助:
长江学者和创新团队发展计划资助项目(531105050037)；湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题资助项目(60870002)
Supported by Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University（No. 531105050037）

#br# Optimization of Steering System Based on FEM and HAM

Zhou Guan1;Xu Feiyun2;Cheng Aiguo1;Gu Jichao1;Wang Guochun1

1.State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body, Hunan University, Changsha, 410082
2.SGMW, Liuzhou，Guangxi，545007

Online:2012-07-10 Published:2012-07-17
Supported by:
Supported by Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University（No. 531105050037）

摘要/Abstract

摘要：

针对某款国产微车转向盘怠速抖动问题，在应用有限元技术进行分析找出主要原因后，首先基于转向系统的模态振型和相关工程经验通过修改相关结构来提高系统的一阶模态，然后利用基于混合近似模型的自适应全局最优化方法（HAM法）在系统总质量基本不增加的前提下优化部件的厚度，进一步提高整体的一阶模态。通过有限元仿真和试验验证，转向盘怠速抖动问题得到了改善。研究结果表明，优化设计中有效结合有限元法和HAM法具有较好的工程应用前景。

关键词: 有限元法, 模态, 近似模型, 拉丁超立方

Abstract:

Aiming at the steering system idle shake of a domestic large-scale mini car, the paper found out the major reason by applying finite element technique. The first order mode was elevated at first by optimizing the system structure based on the first order modal shape and engineering experience, and then the thickness of parts was optimized and the first order mode was improved further without increasing the total mass by using hybrid and adaptive metamodel based global optimization (HAM). The idle shake is decreased according to validation of finite element simulation and tests. The study shows that effective combination of FEM and HAM has good prospects for engineering applications.

Key words: finite element method(FEM), mode, metamodel, latin hypercube

中图分类号:

U463.4

周冠1, 徐飞云2, 成艾国1, 顾纪超1, 王国春1. 基于有限元法和HAM法的转向系统优化[J]. 中国机械工程, 2012, 23(13): 1633-1637.

ZHOU Guan-1, XU Fei-Yun-2, CHENG Ai-Guo-1, GU Ji-Chao-1, WANG Guo-Chun-1. #br# Optimization of Steering System Based on FEM and HAM[J]. China Mechanical Engineering, 2012, 23(13): 1633-1637.

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参考文献

[1]张勇.基于近似模型的汽车轻量化优化设计方法[D].湖南大学,2009:
[2]Gu J, Li G Y, Dong Z. Hybrid and Adaptive Meta model Based Global Optimization[C]//In Proceed ings of the ASME 2009 International Design Engineering Technical Conferences Computers and In- formation in Engineering Conference, IDETC/CIE 2009, DETC2009-- 87121. San Diego, California, 2009:751-756.
[3]郑光泰.发动机镁质油底壳开发振声特性研究及优化设计 [D].浙江大学机械与能源工程学院,2008:
[4]Simpson T W, Allen J K, Mistree F. Spatial Corre- lation Metamodels for Global Approximation in Structural Design Optimization[C]//Presented at the Proceedings of DETC98 1998 ASME Design En- gineering Technical Conference Record Vol, Atlan- ta, GA, 1998:5613.
[5]王晓锋[1],席光[1],王尚锦[1].Kriging与响应面方法在气动优化设计中的应用[J].工程热物理学报,2005,26(3):423-425.
[6]Fang H B, Horstemeyer M F. Global Response Approximation with Radial Basis Functions[J]. En- gineering Optimization, 2006,38 (4) . 407-424.
[7]Chen V C P, et al. A Review on Design, Modeling and Applications of Computer Experiments[J]. liE Transactions, 2006,38 : 273-291.
[8]龙述尧,刘凯远,胡德安.移动最小二乘近似函数中样条权函数的研究[J].湖南大学学报：自然科学版,2003,30(6):10-13.
[9]Giunta A A, Watsony L T. A Comparison of Ap- proximation Modeling Techniques: Polynomial Ver- sus Interpolating Models[C]//Presented at the Pro- ceedings of the 7th AIAA/USAF/NASA/ISSMO Symposium on Multidisciplinary Analysis Opti- mization,Record Vol. St. Louis, MO, 1998: 405- 421.
[10]Jin R, Chen W, Simpson T W. Comparative Stud- ies of Metamodelling Techniques under Multiple Modelling Criteria[J]. Struct Multidisc Optim, 2001,2311-13.
[11]Ye K Q, Li W, Sudjianto A. Algorithmic Con- struction of Optimal Symmetric Latin Hypercube Designs[J]. Journal of Statistical Planning and In- ference, 2000, 90:145-159.

[1]	胡超, 刘佐民. 基于材料匹配性的球轴承Heathcote黏-滑模型研究 [J]. J4, 201016, 21(16): 1969-1973.
[2]	王志强, 雷震宇. 地铁小半径曲线钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨成因分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(24): 2899-2908.
[3]	李大柱, 牛江, 梁树林, 池茂儒. 时频能量谱与 VGG16结合的车轮扁疤损伤程度估计方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(16): 1907-1914.
[4]	钱门贵, 陈涛, 于耀翔, 郭亮, 高宏力, 李威霖, . 一种改进基尼指数加权的轴承健康指标构建方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(15): 1813-1819，1855.
[5]	孟宗, 李佳松, 潘作舟, 庞修身, 崔玲丽, 樊凤杰. 裂纹故障对轮齿时变啮合刚度的影响分析[J]. 中国机械工程, 2022, 33(16): 1897-1905，1911.
[6]	杨靖, 张小俭, 吴毅, 叶松涛, 严思杰, 陆家麟. 基于刚度定向的工业机器人铣削姿态优化研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(16): 1957-1964.
[7]	刘吉磊, 陈超, 陈恒, 王均山, 吴树熊. 一种用于鸭翼控制的摇头型双圆环压电马达研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(14): 1654-1660.
[8]	王龙凯, 王艾伦, 尹伊君, 金淼, 衡星. 航空涡轮轴发动机复杂转子的动力学建模方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(13): 1513-1520.
[9]	童哲铭, 辛佳格, 童水光, . 基于动态模态分解的叶道涡非定常解耦与重构[J]. 中国机械工程, 2022, 33(07): 769-776.
[10]	王昆, 倪小波, 李宏庚, 何嘉洋, 黄元毅, 侯高杰. 以多体动力学模型为基础的后驱车辆轰鸣性能开发[J]. 中国机械工程, 2021, 32(22): 2765-2771.
[11]	郭俊超, 甄冬, 孟召宗, 师占群, 谷丰收. 基于WAEEMD和MSB的滚动轴承故障特征提取[J]. 中国机械工程, 2021, 32(15): 1793-1800.
[12]	李元泰, 吴华鑫, 董斌, 肖慎翀. Q345/SUS304异种钢焊接接头固有应变的变化规律研究[J]. 中国机械工程, 2021, 32(15): 1868-1873.
[13]	孙静, 韩雪艳, 魏元浩, 陈爽, 李仕华, . 考虑时变间隙的并联指向机构非线性模态分析[J]. 中国机械工程, 2021, 32(14): 1700-1708,1715.
[14]	吴愿, 薛培林, 殷国栋, 黄文涵, 耿可可, 邹伟. 基于特征融合的双模态低辨识度目标识别[J]. 中国机械工程, 2021, 32(10): 1205-1212,1221.
[15]	邹伟, 殷国栋, 刘昊吉, 耿可可, 黄文涵, 吴愿, 薛宏伟. 基于多模态特征融合的自主驾驶车辆低辨识目标检测方法#br#[J]. 中国机械工程, 2021, 32(09): 1114-1125.

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