汽車(chē)磁流變碰撞緩沖器的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著汽車(chē)保有量和車(chē)速的不斷增加，交通事故率逐年不斷攀升，造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。作為汽車(chē)安全保障的第一道屏障--汽車(chē)保險(xiǎn)杠，對(duì)于提高汽車(chē)碰撞安全性降低財(cái)產(chǎn)損失具有十分重要的作用。而目前的保險(xiǎn)杠大多只起到裝飾作用，根本不具備“保險(xiǎn)”功能，而一些可調(diào)保險(xiǎn)杠受限于執(zhí)行器的緩沖機(jī)理和響應(yīng)能力，也只能在設(shè)計(jì)條件下取得較好的緩沖效果，不能根據(jù)碰撞環(huán)境的變化自適應(yīng)調(diào)整，并不能達(dá)到人們的期望。近年來(lái)，由于基于磁流變技術(shù)的智能阻尼器件具有阻尼可連續(xù)調(diào)節(jié)

2、、阻尼力大、動(dòng)態(tài)范圍寬、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，有望解決汽車(chē)保險(xiǎn)杠的不足。為此，本文以汽車(chē)碰撞為背景，針對(duì)目前磁流變阻尼器件在高速?zèng)_擊下設(shè)計(jì)理論和試驗(yàn)尚未深入研究的情況，研究基于磁流變技術(shù)的汽車(chē)碰撞緩沖器優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究，研究對(duì)于提高汽車(chē)碰撞安全性、完善磁流變執(zhí)行器件的設(shè)計(jì)理論具有十分重要的意義。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)介紹了汽車(chē)保險(xiǎn)杠的應(yīng)用背景，闡述了開(kāi)展汽車(chē)智能碰撞緩沖研究的重要意義，通過(guò)回顧磁流變相關(guān)技術(shù)研究

3、現(xiàn)狀，指出傳統(tǒng)的磁流變阻尼器應(yīng)用于汽車(chē)碰撞緩沖時(shí)所面臨的問(wèn)題，并提出了一種新穎的基于剪切閥式的汽車(chē)磁流變碰撞緩沖器，并對(duì)其工作原理進(jìn)行分析，以及磁路有限元計(jì)算，推導(dǎo)在中高速下磁流變緩沖器的阻尼力和動(dòng)態(tài)范圍計(jì)算方法。
　　 (2)基于賓漢塑性非線性流體修正模型和ANSYS命令流磁路計(jì)算，結(jié)合多目標(biāo)遺傳算法，搭建了磁流變緩沖器多目標(biāo)優(yōu)化計(jì)算的軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁流變緩沖器的最大阻尼力和阻尼力動(dòng)態(tài)范圍的多目標(biāo)優(yōu)化計(jì)算，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行線

4、性相關(guān)度和響應(yīng)面分析，分析關(guān)鍵尺寸對(duì)緩沖器的兩個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)的影響。
　　 (3)結(jié)合汽車(chē)碰撞緩沖器的技術(shù)要求，選擇多目標(biāo)優(yōu)化計(jì)算后的一組優(yōu)化結(jié)果作為緩沖器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵尺寸，經(jīng)過(guò)總體設(shè)計(jì)和加工組裝后，通過(guò)電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)磁流變緩沖器進(jìn)行正弦激勵(lì)實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析磁流變緩沖器穩(wěn)態(tài)工作特性，為高速下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　 (4)搭建了跌落試驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)試了四種不同沖擊速度下磁流變緩沖器的響應(yīng)特性，根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析其緩沖性