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1、基于可能性的汽車驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)優(yōu)化收稿日期:基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51175019);中國國防基礎(chǔ)研究計(jì)劃(JSZL2014210B001)作者簡介:孟欣佳(1982—),男,河北保定人,博士研究生,研究方向:可靠性分析、多學(xué)科可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),Email:mluckydong@sina.com。孟欣佳1,敬石開1,劉繼紅2,付超2,陳建江3(1.北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院,北京100081;2.北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院,北京100191;3.中國航天科工集團(tuán)三院三部,北京100074)摘要:
2、針對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋殼的輕量化問題,考慮汽車驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)、制造和使用過程中存在著多種不確定性,以板簧座附近的結(jié)構(gòu)形狀為參考建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù);在最大垂向力、最大牽引力、最大制動(dòng)力和最大側(cè)向力的工況下,以應(yīng)力—強(qiáng)度干涉理論為基礎(chǔ),建立了隨機(jī)模糊混合不確定性下的可能性約束模型;基于可能性的設(shè)計(jì)優(yōu)化流程,并采用ANSYS和MATLAB軟件相結(jié)合的方式對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行了優(yōu)化分析,同時(shí)將基于可能性的優(yōu)化結(jié)果與確定性和隨機(jī)不確定性下的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。優(yōu)化結(jié)果表明,考慮不確定時(shí)得到的設(shè)計(jì)方案相比于確定性優(yōu)化的方案更加可靠性。關(guān)鍵
3、詞:輕量化,驅(qū)動(dòng)橋殼,不確定性,設(shè)計(jì)優(yōu)化,可能性Possibility-basedBaseddesignDesignoptimizationOptimizationforautomobileAutomobiledriveDriveaxleAxlehousingHousingMENGXin-jia1,JINGShi-kai1,LIUJi-hong2,F(xiàn)UChao2,CHENJian-jiang3(1.SchoolofMechanicalEngineering,BeijingInstituteofTechnology,
4、Beijing100081,China;2.SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeihangUniversity,Beijing100191,China;3.TheThirdResearchAcademyofChinaAerospaceSci.&IndustryCorp,Beijing100074,China)Abstract:Thelightweightofautomobiledriveaxlehousingisacrucialproblemforautomob
5、iledesign.Therearemanytypesofuncertaintiesduringtheprocessofautomobiledesign,manufactureandusing.However,theexistedoptimizationmethodsfordriveaxlehousingonlytakeintoaccountthealeatoryuncertainty.Inthispaper,bBasedonstress-strengthinterferencetheory,anoptimizat
6、ionmodelfordriveaxlehousingwithrandomandfuzzyuncertaintiesisproposed.TheANSYSisusedtocomputethestress,andtheMATLABfunctionisusedtosolvetheoptimizationmodel.Theresultsshowthat,thedesigningschemeobtainedthroughtheproposedmethodismorereliablethanthatdoesnotconsid
7、ertheuncertaintiesoronlyconsiderthealeatoryuncertainty.Keywords:lightLightweightWeight,;driveDriveaxleAxlehousingHousing,;uncertaintyUncertainty,;designDesignoptimizationOptimization,;possibilityPossibility01引言安全性和經(jīng)濟(jì)性是汽車設(shè)計(jì)中尤其被關(guān)注兩個(gè)方面。為了能夠滿足安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求,在設(shè)計(jì)汽車時(shí),一方面
8、需要通過提高汽車的可靠性以提高安全性,另一方面還要通過汽車的輕量化來一定程度地提高汽車的經(jīng)濟(jì)性[1]?,F(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的發(fā)展,使得在設(shè)計(jì)中同時(shí)考慮產(chǎn)品的可靠性與成本成為可能。近年來,考慮可靠性的設(shè)計(jì)優(yōu)化被廣泛的應(yīng)用于實(shí)際工程中。驅(qū)動(dòng)橋殼作為汽車的底盤的重要承載件和傳力件,其質(zhì)量與可靠性直接影響著汽車的整體性能[2,3]。在汽車驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)、制造和使用過程