專利名稱：一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，屬于汽車動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
隨著人們對汽車乘坐舒適性要求的不斷提高，汽車的振動噪聲(NVH)性能成了汽車的一個重要性能指標(biāo)。動力總成是汽車最主要的振動噪聲源，懸置系統(tǒng)作為連接動力總成和底盤的一個振動系統(tǒng)，對整車的NVH特性有著非常重要的影響。通過對懸置系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計可以在很大程度上提高汽車的NVH特性。通常進行懸置系統(tǒng)優(yōu)化，需要編制優(yōu)化計算程序，通常編制的程序不具有直觀性，用戶使用時很難與懸置系統(tǒng)實際的物理結(jié)構(gòu)對應(yīng)起來，使用較為不便，同時優(yōu)化程序不具有全局優(yōu)化的特性，優(yōu)化之前需要用戶輸入一個較好的初始解，否則很難找到用戶滿意的最優(yōu)解，這樣就需要用戶具有很高的設(shè)計經(jīng)驗，否則很難找到達(dá)到用戶要求的最優(yōu)解。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟為 步驟1、根據(jù)某汽車的動力總成懸置系統(tǒng)的實際物理結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，生成計算模型 步驟1.1、用第一立體圖形代替汽車的動力總成，并以第一立體圖形的中心的坐標(biāo)系(G0XYZ)表示動力總成在空間的質(zhì)心位置和三個剛度方向，用第二立體圖形代替汽車的懸置，并以第i個第二立體圖形的坐標(biāo)系(QiUiViWi)表示第i個懸置在空間的質(zhì)心位置和三個剛度方向； 步驟1.2、輸入動力總成的轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量及每個懸置三個方向的剛度，并據(jù)此生成技術(shù)模型，即系統(tǒng)的自由振動方程

其中， {Q}為系統(tǒng)廣義坐標(biāo)矢量，即{Q}＝{x y z θx θy θz}，x、y、z為動力總成質(zhì)心沿動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系的移動，θx、θy、θz為動力總成質(zhì)心繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動。

為{Q}的兩次求導(dǎo)數(shù)，即加速度矢量。
[M]為質(zhì)量矩陣，式中，m為動力總成的質(zhì)量；Jx、Jy、Jz分別表示動力總成繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動慣量；Jxy、Jyz與Jzx分別表示動力總成在XY平面、YZ平面、ZX平面的慣性積； [K]為剛度矩陣，式中，為第i個懸置的剛度矩陣，kui、kvi及kwi分別為第i個懸置在坐標(biāo)系QiUiViWi下沿ui、vi、wi三個坐標(biāo)軸方向的剛度；αui、βui、γui分別為第i個懸置的彈性主軸ui在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；αv1、βvi、γvi分別為第i個懸置的彈性主軸vi在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；αwi、βwi、γwi分別為第i個懸置的彈性主軸wi在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；xi、yi、zi為第i個懸置的位置坐標(biāo)，即第i個懸置的質(zhì)心Oi在坐標(biāo)系G0XYZ下的的坐標(biāo)； 步驟2、計算懸置系統(tǒng)的固有頻率及解耦特性； 步驟3、若步驟2得到的固有頻率及解耦特性不滿足要求，則通過單變量計算法或優(yōu)化計算法得到更好的計算結(jié)果， 單變量計算法的步驟為 步驟3.1、將某個懸置的位置、剛度或剛度比設(shè)為變量Dv，定義該變量Dv的最小值Dmin、最大值Dmax，設(shè)計算步數(shù)n及中間變量i，則Dv＝Dmin+i*(Dmax-Dmin)/n； 步驟3.2、根據(jù)變量的取值計算懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦特性； 步驟3.3、中間變量i增加一個步長，根據(jù)步驟3.1所述的公式重新計算變量Dv的值； 步驟3.4、判斷中間變量i的值是否大于步驟3.1所述的計算步數(shù)n，若是則結(jié)束計算，否則跳至步驟3.2； 優(yōu)化計算法的步驟為 步驟3.A、根據(jù)設(shè)計需要創(chuàng)建s個變量，令為D1、D2、……、Ds，交叉概率Pc，變異概率Pt，種群大小N，解耦目標(biāo)值及最大進化代數(shù)； 步驟3.B、將步驟3.A所述所有變量的取值組成一個向量積X，X＝{Di，D2，……，Ds}，當(dāng)D1、D2、……、Ds在各自的取值范圍內(nèi)取N個隨機數(shù)時，形成N個初始個體，即 X1K＝{R11k，R21k，……，Rs1k}； X2K＝{R12k，R22k，……，Rs2k}； XNK＝{R1Nk，R2Nk，……，RsNk}，其中，R11k，R12k，……，RiNk為滿足變量D1取值范圍的N個隨機數(shù)，R21k，R22k，……，RsNk為滿足變量D2取值范圍的N個隨機數(shù)，Rs1k，Rs2k，……，RsNk為滿足變量Ds取值范圍的N個隨機數(shù)，這N個初始個體稱為第k代的一個種群； 步驟3.C、根據(jù)X1K、X2K、……、XNK分別計算對應(yīng)的解耦目標(biāo)DIP1、DIP2、……、DIPN，再計算出相應(yīng)的適應(yīng)度f1、f2、……、fN，其中fi＝DIPi/(DIP1+DIP2+……+DIPN)，并將適應(yīng)度按照大小進行排序，并記錄最大解DIPmax； 步驟3.D、若DIPmax大于步驟3.A所述的解耦目標(biāo)值或k大于步驟3.A所述的最大進化代數(shù)，則輸出最優(yōu)解，即最大解DIPmax，否則進入下一步； 步驟3.E、隨機產(chǎn)生0～1之間的一個數(shù)Px，適應(yīng)度f1>Px的所有個體將被選擇進入下一代，若被選擇的個體數(shù)量小于N，則再產(chǎn)生一個隨機數(shù)Px進行重復(fù)選擇，一直當(dāng)被選擇的個體數(shù)量達(dá)到N； 步驟3.F、交叉生成下一代種群X1k+1、X2k+1、……、XNk+1； 步驟3.G、對交叉產(chǎn)生的種群X1k+1、X2k+1、……、XNk+1全部進行變異操作，隨后跳至步驟3.C。
本方法不需要用戶輸入優(yōu)化變量的初始值，所有初始值由程序隨機生成，程序自動計算出最優(yōu)值，并且程序具有全局最優(yōu)特性；而采用普通的優(yōu)化程序，用戶需要輸入初始值，并且初始值必須處于最優(yōu)值附近，否則最優(yōu)值較難找到。因此采用本方法，用戶可以不必具有較高的設(shè)計經(jīng)驗，程序也能找得到最優(yōu)值，而普通程序需要用戶具有較高的設(shè)計經(jīng)驗，用戶需要根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗找到合理的初始值，進一步通過程序找到最優(yōu)解，這對于設(shè)計經(jīng)驗欠缺的用戶很難做到。
本發(fā)明提供的方法幫助使用者很快地計算出懸置在什么位置和采取多大剛度時能使得懸置系統(tǒng)具有最優(yōu)的NVH性能。



圖1為本發(fā)明提供的方法的整體流程圖； 圖2為計算模型圖； 圖3為單變量計算的流程圖； 圖4為優(yōu)化計算法的流程圖。

具體實施例方式 以下結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。
實施例 如圖1所示，為發(fā)明提供的方法的整體流程圖，用C++語言編制運行與電腦上，步驟為 步驟1、根據(jù)某汽車的動力總成懸置系統(tǒng)的實際物理結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，生成如圖2所示的計算模型 步驟1.1、用立方體代替汽車的動力總成，并以立方體的中心的坐標(biāo)系G0XYZ表示動力總成在空間的質(zhì)心位置和三個剛度方向，用圓錐體形代替汽車的懸置，并以第i個圓錐體的坐標(biāo)系QiUiViWi表示第i個懸置在空間的質(zhì)心位置和三個剛度方向，在圖2中，Go點為動力總成的質(zhì)心，Oi點為懸置的質(zhì)心； 步驟1.2、輸入動力總成的轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量及每個懸置三個方向的剛度，并據(jù)此生成技術(shù)模型，即系統(tǒng)的自由振動方程

其中， {Q}為系統(tǒng)廣義坐標(biāo)矢量，即{Q}＝{x y z θx θy θz}，x、y、z為動力總成質(zhì)心沿動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系的移動，θx、θy、θz為動力總成質(zhì)心繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動，

為{Q}的兩次求導(dǎo)數(shù)，即加速度矢量； [M]為質(zhì)量矩陣，式中，m為動力總成的質(zhì)量；Jx、Jy、Jz分別表示動力總成繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動慣量；Jxy、Jyz與Jzx分別表示動力總成在XY平面、YZ平面、ZX平面的慣性積，Jx、Jy、Jz、Jxy、Jyz與Jzx這些數(shù)據(jù)需要用戶輸入； [K]為剛度矩陣，式中，為第i個懸置的剛度矩陣，kui、kvi及kwi分別為第i個懸置在坐標(biāo)系QiUiViWi下沿ui、vi、wi三個坐標(biāo)軸方向的剛度；αui、βui、γui分別為第i個懸置的彈性主軸ui在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；αvi、βvi、γvi分別為第i個懸置的彈性主軸vi在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；αwi、βwi、γwi分別為第i個懸置的彈性主軸wi在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；xi、yi、zi為第i個懸置的位置坐標(biāo)，即第i個懸置的質(zhì)心Oi在坐標(biāo)系G0XYZ下的的坐標(biāo)； 步驟2、計算懸置系統(tǒng)的固有頻率、解耦特性及其他各種數(shù)據(jù) 步驟2.1、計算懸置系統(tǒng)的固有頻率 通過det([K]-ω2[M])＝0得到系統(tǒng)的六階固有頻率ω1，Λ，ω6，其中，[K]為步驟1.2所述的剛度矩陣，[M]為步驟1.2所述的質(zhì)量矩陣； 因為固有頻率是和振動相關(guān)的，所以通過步驟1的振動方程可知，該固有頻率的計算方法是正確的； 步驟2.2、計算懸置系統(tǒng)的模態(tài)振型 通過求解齊次線性方程組得到非零解向量{φj}，{φj}為對應(yīng)固有頻率ωj的振型向量，從而得到模態(tài)振型，其中，[K]為步驟1.2所述的剛度矩陣，[M]為步驟1.2所述的質(zhì)量矩陣； 步驟2.3、計算懸置系統(tǒng)的解耦特性 當(dāng)系統(tǒng)做第j(j＝1，Λ，6)階主振動，在第k(k＝1，Λ，6)個廣義坐標(biāo)上的能量分布為 其中，ωj為通過步驟2.1得到的固有頻率，(φj)1通過步驟2.2得到的第j階主振動的振型向量φj的第l行的元素，(φj)k通過步驟2.2得到的第j階主振動的振型向量φj的第k行的元素，mkl為步驟1.2所述的剛度矩陣[K]中第k行第1列的元素，k和j取不同的值共36項，組成一個六行六列的矩陣，即系統(tǒng)的解耦特性； 懸置系統(tǒng)的解耦目標(biāo)即系統(tǒng)的解耦特性的對角元素之和。
步驟2A、計算動力總成的扭矩軸扭矩軸方向余弦向量為其中，Jx、Jy、Jz為步驟1.2所述的動力總成繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動慣量；Jxy、Jyz與Jzx為步驟1.2所述的動力總成在XY平面、YZ平面、ZX平面的慣性積。
步驟2B.1、計算懸置系統(tǒng)在各種預(yù)加載荷下的動力總成的運動位移{Q}＝[K]-1{F0}，其中，{Q}為系統(tǒng)廣義坐標(biāo)矢量，即動力總成質(zhì)心的運動位移，{Fo}為根據(jù)需要設(shè)定的系統(tǒng)靜力矢量，[K]為步驟1.2所述的剛度矩陣； 步驟2B.2、計算懸置系統(tǒng)在各種預(yù)加載荷下每個懸置的變形量 第i個懸置在懸置坐標(biāo)系下的變形量{ΔSi}{ΔSi}＝[Tvi][Ei]{Q}，[Tvi]及[Ei]通過步驟1.2所述的公式求得，{Q}為通過步驟2B.1求得的系統(tǒng)廣義坐標(biāo)矢量。
步驟3、若步驟2得到的固有頻率及解耦特性不滿足要求，則通過單變量計算法或優(yōu)化計算法得到更好的計算結(jié)果， 如圖3所示，為單變量計算法的流程圖，具體步驟為 步驟3.1、將某個懸置的位置、剛度或剛度比設(shè)為變量Dv，定義該變量Dv的最小值Dmin、最大值Dmax，設(shè)計算步數(shù)n及中間變量i＝0，則Dv＝Dmin+i*(Dmax-Dmin)/n； 步驟3.2、根據(jù)變量的取值計算懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦特性，計算方法與步驟2相同，剛度比變量跟剛度變量相似，假定以Y向剛度與Z向剛度比為r變量，在Y向剛度中填入Z向剛度乘這個剛度比r即可，通樣可以計算r變化時系統(tǒng)的變化趨勢； 步驟3.3、中間變量i增加一個步長，即i＝i+1，根據(jù)步驟3.1所述的公式Dv＝Dmin+i*(Dmax-Dmin)/n重新計算變量Dv的值； 步驟3.4、判斷中間變量i的值是否大于步驟3.1所述的計算步數(shù)n，若是則結(jié)束計算，否則跳至步驟3.2； 如圖4所示，為優(yōu)化計算法的流程圖，其步驟為 步驟3.A、根據(jù)設(shè)計需要創(chuàng)建s個變量，令為D1、D2、……、Ds，該s個變量的取值范圍由用戶自己定義，交叉概率Pc，變異概率Pt，種群大小N，解耦目標(biāo)值及最大進化代數(shù)； 步驟3.B、將步驟3.A所述所有變量的取值組成一個向量積X，X＝{D1，D2，……，Ds}，當(dāng)D1、D2、……、Ds在各自的取值范圍內(nèi)取N個隨機數(shù)時，形成N個初始個體，即 X1K＝{R11k，R21k，……，Rs1k}； X2K＝{R12k，R22k，……，Rs2k}； XNK＝{R1Nk，R2Nk，……，RsNk}，其中，R11k，R12k，……，RiNk為滿足變量D1取值范圍的N個隨機數(shù)，R21k，R22k，……，RsNk為滿足變量D2取值范圍的N個隨機數(shù)，Rs1k，Rs2k，……，RsNk為滿足變量Ds取值范圍的N個隨機數(shù)，這N個初始個體稱為第k代的一個種群； 步驟3.C、根據(jù)X1K、X2K、……、XNK分別計算對應(yīng)的解耦目標(biāo)DIP1、DIP2、……、DIPN，再計算出相應(yīng)的適應(yīng)度f1、f2、……、fN，其中fi＝DIPi/(DIP1+DIP2+……+DTPN)，并將適應(yīng)度按照大小進行排序，并記錄最大解DIPmax； 步驟3.D、若DIPmax大于步驟3.A所述的解耦目標(biāo)值或k大于步驟3.A所述的最大進化代數(shù)，則輸出最優(yōu)解，即最大解DIPmax，否則進入下一步； 步驟3.E、隨機產(chǎn)生0～1之間的一個數(shù)Px，適應(yīng)度fi>Px的所有個體將被選擇進入下一代，若被選擇的個體數(shù)量小于N，則再產(chǎn)生一個隨機數(shù)Px進行重復(fù)選擇，一直當(dāng)被選擇的個體數(shù)量達(dá)到N； 步驟3.F、交叉生成下一代種群X1k+1、X2k+1、……、XNk+1； 步驟3.F.1、生成N/2個0～1之間的隨機數(shù)P1、P2、……、PN/2； 步驟3.F.2、若Pm<Pc，則X2m-1k+1＝aX2m-1k+bX2mk，X2mk+1＝bX2m-1k+aX2mk，其中，Pc為步驟3.A所述的交叉概率，m＝1，2，……，N/2，k表示第k代種群，a與b為0～1之間的隨機數(shù)，否則直接進入下一步。
步驟3.G、對交叉產(chǎn)生的種群X1k+1、X2k+1、……、XNk+1全部進行變異操，隨后跳至步驟3.C 步驟3.G.1、設(shè)第h(h＝1，2，……，N)個體Xhk+1＝{R1hk+1，R2hk+1，……，Rshk+1}； 步驟3.G.2、產(chǎn)生S個個0～1之間的隨機數(shù)P1、P2、……、Ps，若Pm<Pt，則在步驟3.A所述變量Dm的取值范圍內(nèi)產(chǎn)生一個隨機數(shù)代替Xhk+1中Rmhk+1的值，否則進入下一步，其中，m＝1，2，……，S，Pt為步驟3.A所述的變異概率。
權(quán)利要求
1.一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，用C++語言編制運行與電腦上，步驟為
步驟1、根據(jù)某汽車的動力總成懸置系統(tǒng)的實際物理結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，生成計算模型
步驟1.1、用第一立體圖形代替汽車的動力總成，并以第一立體圖形的中心的坐標(biāo)系(G0XYZ)表示動力總成在空間的質(zhì)心位置和三個剛度方向，用第二立體圖形代替汽車的懸置，并以第i個第二立體圖形的坐標(biāo)系(QiUiViWi)表示第i個懸置在空間的質(zhì)心位置和三個剛度方向；
步驟1.2、輸入動力總成的轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量及每個懸置三個方向的剛度，并據(jù)此生成技術(shù)模型，即系統(tǒng)的自由振動方程
，其中，
{Q}為系統(tǒng)廣義坐標(biāo)矢量，即{Q}＝{x y z θx θy θz}，x、y、z為動力總成質(zhì)心沿動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系的移動，θx、θy、θz為動力總成質(zhì)心繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動，
為{Q}的兩次求導(dǎo)數(shù)，即加速度矢量；
[M]為質(zhì)量矩陣，式中，m為動力總成的質(zhì)量；Jx、Jy、Jz分別表示動力總成繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系X軸、Y軸、z軸的轉(zhuǎn)動慣量；Jxy、Jyz與Jzx分別表示動力總成在XY平面、YZ平面、ZX平面的慣性積；
[K]為剛度矩陣，式中，為第i個懸置的剛度矩陣，kui、kvi及kwi分別為第i個懸置在坐標(biāo)系QiUiViWi下沿ui、vi、wi三個坐標(biāo)軸方向的剛度；αui、βui、γui分別為第i個懸置的彈性主軸ui在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；αvi、βvi、γvi分別為第i個懸置的彈性主軸vi在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；αwi、βwi、γwi分別為第i個懸置的彈性主軸wi在動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系G0XYZ下的方向角；xi、yi、zi為第i個懸置的位置坐標(biāo)，即第i個懸置的質(zhì)心Oi在坐標(biāo)系G0XYZ下的的坐標(biāo)；
步驟2、計算懸置系統(tǒng)的固有頻率及解耦特性；
步驟3、若步驟2得到的固有頻率及解耦特性不滿足要求，則通過單變量計算法或優(yōu)化計算法得到更好的計算結(jié)果，
單變量計算法的步驟為
步驟3.1、將某個懸置的位置、剛度或剛度比設(shè)為變量Dv，定義該變量Dv的最小值Dmin、最大值Dmax，設(shè)計算步數(shù)n及中間變量i，則Dv＝Dmin+i*(Dmax-Dmin)/n；
步驟3.2、根據(jù)變量的取值計算懸置系統(tǒng)的固有頻率和解耦特性；
步驟3.3、中間變量i增加一個步長，根據(jù)步驟3.1所述的公式重新計算變量Dv的值；
步驟3.4、判斷中間變量i的值是否大于步驟3.1所述的計算步數(shù)n，若是則結(jié)束計算，否則跳至步驟3.2；
優(yōu)化計算法的步驟為
步驟3.A、根據(jù)設(shè)計需要創(chuàng)建s個變量，令為D1、D2、……、Ds，交叉概率Pc，變異概率Pt，種群大小N，解耦目標(biāo)值及最大進化代數(shù)；
步驟3.B、將步驟3.A所述所有變量的取值組成一個向量積X，X＝{D1，D2，……，Ds}，當(dāng)D1、D2、……、Ds在各自的取值范圍內(nèi)取N個隨機數(shù)時，形成N個初始個體，即
X1K＝{R11k，R21k，……，Rs1k}；
X2K＝{R12k，R22k，……，Rs2k}；
XNK＝{R1Nk，R2Nk，……，RsNk}，其中，R11k，R12k，……，RiNk為滿足變量D1取值范圍的N個隨機數(shù)，R21k，R22k，……，RsNk為滿足變量D2取值范圍的N個隨機數(shù)，Rs1k，Rs2k，……，RsNk為滿足變量Ds取值范圍的N個隨機數(shù)，這N個初始個體稱為第k代的一個種群；
步驟3.C、根據(jù)X1K、X2K、……、XNK分別計算對應(yīng)的解耦目標(biāo)DIP1、DIP2、……、DIPN，再計算出相應(yīng)的適應(yīng)度f1、f2、……、fN，其中fi＝DIPi/(DIP1+DIP2+……+DIPN)，并將適應(yīng)度按照大小進行排序，并記錄最大解DIPmax；
步驟3.D、若DIPmax大于步驟3.A所述的解耦目標(biāo)值或k大于步驟3.A所述的最大進化代數(shù)，則輸出最優(yōu)解，即最大解DIPmax，否則進入下一步；
步驟3.E、隨機產(chǎn)生0～1之間的一個數(shù)Px，適應(yīng)度fi>Px的所有個體將被選擇進入下一代，若被選擇的個體數(shù)量小于N，則再產(chǎn)生一個隨機數(shù)Px進行重復(fù)選擇，一直當(dāng)被選擇的個體數(shù)量達(dá)到N；
步驟3.F、交叉生成下一代，即k+1代，種群X1k+1、X2k+1、……、XNk+1；
步驟3.G、對交叉產(chǎn)生的種群X1k+1、X2k+1、……、XNk+1全部進行變異操作，隨后跳至步驟3.C。
2.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述步驟2包括
步驟2.1、計算懸置系統(tǒng)的固有頻率
通過det([K]-ω2[M])＝0得到系統(tǒng)的六階固有頻率ω1，Λ，ω6，其中，[K]為步驟1.2所述的剛度矩陣，[M]為步驟1.2所述的質(zhì)量矩陣；
步驟2.2、計算懸置系統(tǒng)的模態(tài)振型
通過求解齊次線性方程組得到非零解向量{φj}，{φj}為對應(yīng)固有頻率ωj的振型向量，從而得到模態(tài)振型，其中，[K]為步驟1.2所述的剛度矩陣，[M]為步驟1.2所述的質(zhì)量矩陣；
步驟2.3、計算懸置系統(tǒng)的解耦特性
當(dāng)系統(tǒng)做第j(j＝1，Λ，6)階主振動，在第k(k＝1，Λ，6)個廣義坐標(biāo)上的能量分布為
其中，ωj為通過步驟2.1得到的固有頻率，(φj)1通過步驟2.2得到的第j階主振動的振型向量φj的第l行的元素，(φj)k通過步驟2.2得到的第j階主振動的振型向量φj的第k行的元素，mkl為步驟1.2所述的剛度矩陣[K]中第k行第1列的元素，k和j取不同的值共36項，組成一個六行六列的矩陣，即系統(tǒng)的解耦特性；
懸置系統(tǒng)的解耦目標(biāo)即系統(tǒng)的解耦特性的對角元素之和。
3.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，
在步驟2與步驟3之間有
步驟2A、計算動力總成的扭矩軸
扭矩軸方向余弦向量為其中，
Jx、Jy、Jz為步驟1.2所述的動力總成繞動力總成質(zhì)心坐標(biāo)系X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動慣量；Jxy、Jyz與Jzx為步驟1.2所述的動力總成在XY平面、YZ平面、ZX平面的慣性積。
4.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，在步驟2與步驟3之間有
步驟2B.1、計算懸置系統(tǒng)在各種預(yù)加載荷下的動力總成的運動位移
{Q}＝[K]-1{F0}，其中，{Q}為系統(tǒng)廣義坐標(biāo)矢量，即動力總成質(zhì)心的運動位移，{Fo}為根據(jù)需要設(shè)定的系統(tǒng)靜力矢量，[K]為步驟1.2所述的剛度矩陣；
步驟2B.2、計算懸置系統(tǒng)在各種預(yù)加載荷下每個懸置的變形量
第i個懸置在懸置坐標(biāo)系下的變形量{ΔSi}{ΔSi}＝[Tvi][Ei]{Q}，[Tvi]及[Ei]通過步驟1.2所述的公式求得，{Q}為通過步驟2B.1求得的系統(tǒng)廣義坐標(biāo)矢量。
5.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述步驟3.F包括
步驟3.F.1、生成N/2個0～1之間的隨機數(shù)P1、P2、……、PN/2；
步驟3.F.2、若Pm<Pc，則
X2m-1k+1＝aX2m-1k+bX2mk，X2mk+1＝bX2m-1k+aX2mk，其中，Pc為步驟3.A所述的交叉概率，m＝1，2，……，N/2，k表示第k代種群，a與b為0～1之間的隨機數(shù)，否則直接進入下一步。
6.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述步驟3.G包括
步驟3.G.1、設(shè)第h(h＝1，2，……，N)個體Xhk+1＝{R1hk+1，R2hk+1，……，Rshk+1}；
步驟3.G.2、產(chǎn)生S個個0～1之間的隨機數(shù)P1、P2、……、Ps，若Pm<Pt，則在步驟3.A所述變量Dm的取值范圍內(nèi)產(chǎn)生一個隨機數(shù)代替Xhk+1中Rmhk+1的值，否則進入下一步，其中，m＝1，2，……，S，Pt為步驟3.A所述的變異概率。
7.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟1.1所述的第一立體圖形為立方體，步驟1.1所述的第二立體圖形為圓錐體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種優(yōu)化汽車動力總成懸置系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟為先根據(jù)某汽車的動力總成懸置系統(tǒng)的實際物理結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，生成計算模型；再計算懸置系統(tǒng)的固有頻率及解耦特性，若得到的固有頻率及解耦特性不滿足要求，則通過單變量計算法或優(yōu)化計算法得到更好的計算結(jié)果。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明提供的方法幫助使用者很快地計算出懸置在什么位置和采取多大剛度時能使得懸置系統(tǒng)具有最優(yōu)的NVH性能。
文檔編號G06F17/50GK101510233SQ20091004849
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者濤 趙 申請人:上海眾力汽車部件有限公司