[发明专利]车辆驾驶室车架结构优化方法

摘要

本发明旨在提供一种车辆驾驶室车架结构优化方法，包括以下步骤：A、构建传递路径分析模型，获取振动路径贡献量，确定车架目标路径；B、对实体模型输入预设激励进行测试，得到实测加速度值；构建有限元模型，得到仿真加速度值与各个方向仿真误差系数；C、设定实际优化总目标加速度值，计算实际结构优化目标加速度值；预设误差优化参数，计算总削减目标值并进行分解；计算仿真结构优化目标加速度值；D、构建等效切削率模型，计算车架目标路径的加速度目标值；E、对有限元模型的优化区域进行拓扑优化，得到优化后的驾驶室‑车架结构的有限元模型。该方法克服现有技术优化不全面、盲目性大的缺陷，具有针对性强、优化效率高的特点。

主权项

1.一种车辆驾驶室车架结构优化方法，其特征在于包括以下步骤：A、对待优化的驾驶室‑车架结构实体构建振动传递路径分析模型，以驾驶员座椅为响应点，分别构建总系统振动传递路径分析模型、车架子系统振动传递路径分析模型和驾驶室子系统振动传递路径分析模型，进行测试，获得总系统和两个子系统的传递函数和工况数据，分析总系统和两个子系统中的各个传递路径的振动贡献量和各频率响应，确定总系统和两个子系统中贡献量较大的振动路径和关键频率，作为优化目标路径；B、建立待优化的驾驶室‑车架结构的有限元模型，根据实体的振动传递路径分析模型，在有限元模型建立虚拟振动传递路径分析模型，同样分为总系统振动传递路径分析模型、车架子系统振动传递路径分析模型和驾驶室子系统振动传递路径分析模型，计算得到虚拟路径振动贡献量，确定虚拟振动传递路径分析模型中贡献量较大的振动路径，即虚拟测试路径；确保优化目标路径与虚拟测试路径一致，否则重新建立虚拟振动传递路径分析模型；分别对响应点X向、Y向和Z向的加速度实测值与仿真值进行对比，分别求出对应的误差率，加1后作为仿真误差系数；C、设定驾驶室‑车架结构优化总目标，并将其与加速度实测值计算总削减目标值；利用等效削减的方式，将总削减目标值分解为驾驶室子系统的削减目标值与车架子系统的削减目标值；驾驶室‑车架结构优化总目标乘以仿真误差系数得到仿真优化总目标；D、对优化目标路径构建等效消减率模型，得到优化目标路径分别对于响应点的X向、Y向和Z向的等效削减率；结合上述等效削减率与车架子系统的削减目标值进行计算得到优化目标路径的加速度目标值；所述的步骤D具体为：D1、通过优化目标路径的悬置传递率、振动贡献率、相位贡献率的乘积构建等效消减率模型，得到优化目标路径分别对于响应点的X向、Y向和Z向的等效削减率；等效消减率K_m的计算如下：K_m＝K₁K₂K₃；其中K_m为优化目标路径对于响应点的各方向的等效消减率，K₁为优化目标路径对于响应点的各方向是悬置传递率；K₂为振动贡献率，为优化目标路径点振动量与其对响应点各方向的贡献量之比；所述的K₃为车架目标路径的相位贡献率，为车架目标路径贡献相位与响应点的相位差的余弦绝对值；D2、构建优化目标路径的等效削减率与车架子系统等效削减目标值的关系式；其中W_i为优化目标路径的加速度预期削减量，i为车架目标路径的数量；V_ix、V_iy、V_iz分别为第i个优化目标路径对于响应点的X向、Y向和Z向的等效削减率；G_x、G_y、G_z分别为响应点的X向、Y向和Z向的车架子系统等效削减目标值；对式(1)进行求解，求出满足式(1)的加速度预期削减量中的最小值，用优化目标路径的优化前实测振动加速度减去(1)式计算得到的加速度预期削减量的最小值即可得到优化目标路径的加速度目标值；E、在待优化的驾驶室‑车架结构的有限元模型中确定优化区域和非优化区域，优化区域确定时要避开具有结构功能性的部位，对优化区域的厚度进行优化，计算优化后结构的响应点的X向、Y向和Z向的加速度值以及优化目标路径的加速度值；若上述结果满足优化达标条件，则优化完成，得到优化后的驾驶室‑车架结构的有限元模型的优化区域厚度图；若上述结果不满足优化达标条件，则持续进行优化，直至响应点的X向、Y向和Z向的加速度值以及车架目标路径的加速度值满足优化达标条件。