支臂式玻璃升降器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真研究.pdf

1、汽車門窗玻璃不但要保證駕駛員擁有足夠的安全視角,還要經(jīng)常調(diào)整上下位置以達(dá)到舒適的目的,保證汽車玻璃靈活調(diào)整的機(jī)構(gòu)就是玻璃升降器。車門玻璃升降器作為車門附件,因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境相對(duì)較差,工作次數(shù)相對(duì)較多,廠家生產(chǎn)出來的升降器質(zhì)量參差不齊,故玻璃升降器是汽車整車故障率較高的部件之一。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展,對(duì)汽車玻璃升降器的要求也越來越多,比如,因?yàn)檐囬T造型的原因?qū)е律灯鞯陌惭b空間變小,致使長短滑槽不能水平或平行放置,但設(shè)計(jì)的升降器又不能影響其本身

2、的力學(xué)性能,這些都對(duì)升降器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更為苛刻的要求?？紤]到成本因素,汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為一個(gè)重要的課題。
　　 本文主要討論了支臂式玻璃升降器理想工作平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 通過對(duì)升降器的分析得知支臂式玻璃升降器的優(yōu)化設(shè)計(jì)屬于有約束的非線性復(fù)雜化優(yōu)化設(shè)計(jì),其目標(biāo)函數(shù)較復(fù)雜,約束均為不等式約束,再對(duì)比不同的優(yōu)化算法,確定采用復(fù)合形法對(duì)支臂式玻璃升降器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 對(duì)支臂式玻璃升降器進(jìn)行了

3、受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。推導(dǎo)出電機(jī)需要提供的轉(zhuǎn)矩方程,由電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)最小作為延長電機(jī)壽命、降低玻璃升降器故障率的目標(biāo)函數(shù)。推導(dǎo)出升降器機(jī)構(gòu)中各關(guān)鍵點(diǎn)的位移、速度、加速度與各個(gè)機(jī)構(gòu)參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系,建立起它們之間的通用數(shù)學(xué)表達(dá)式,為運(yùn)動(dòng)仿真提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
　　 基于VisualC++6.0平臺(tái),開發(fā)了支臂式玻璃升降器的運(yùn)動(dòng)仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。由車門提供的已知條件,應(yīng)用軟件可以對(duì)升降器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)果輸出,包括各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的位移、速

4、度、加速度曲線和上升、下降過程中電機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線,優(yōu)化后的結(jié)果較優(yōu)化前有了較明顯的改進(jìn)。相比傳統(tǒng)的通過UG的草圖約束來進(jìn)行的設(shè)計(jì)過程更為簡(jiǎn)便、省時(shí)。
　　 利用優(yōu)化出的數(shù)據(jù)對(duì)升降器進(jìn)行重新造型,再通過UGNX7.5的運(yùn)動(dòng)仿真功能進(jìn)行分析,得出升降器各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的位移、速度、加速度曲線,將導(dǎo)出的數(shù)據(jù)和曲線與運(yùn)動(dòng)分析得到的數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)分析所推公式的正確性,進(jìn)一步證明優(yōu)化結(jié)果的可靠性。
　　 當(dāng)然,本課題也存在一些