汽車磁流變碰撞緩沖器的多目標優(yōu)化設(shè)計及試驗研究.pdf

1、隨著汽車保有量和車速的不斷增加，交通事故率逐年不斷攀升，造成了巨大的生命財產(chǎn)損失。作為汽車安全保障的第一道屏障--汽車保險杠，對于提高汽車碰撞安全性降低財產(chǎn)損失具有十分重要的作用。而目前的保險杠大多只起到裝飾作用，根本不具備“保險”功能，而一些可調(diào)保險杠受限于執(zhí)行器的緩沖機理和響應能力，也只能在設(shè)計條件下取得較好的緩沖效果，不能根據(jù)碰撞環(huán)境的變化自適應調(diào)整，并不能達到人們的期望。近年來，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、動態(tài)范圍寬、功耗低等優(yōu)點，有望解決汽車保險杠的不足。為此，本文以汽車碰撞為背景，針對目前磁流變阻尼器件在高速沖擊下設(shè)計理論和試驗尚未深入研究的情況，研究基于磁流變技術(shù)的汽車碰撞緩沖器優(yōu)化設(shè)計和試驗研究，研究對于提高汽車碰撞安全性、完善磁流變執(zhí)行器件的設(shè)計理論具有十分重要的意義。本文的主要工作包括以下幾個方面：
　　 (1)介紹了汽車保險杠的應用背景，闡述了開展汽車智能碰撞緩沖研究的重要意義，通過回顧磁流變相關(guān)技術(shù)研究

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

4、性相關(guān)度和響應面分析，分析關(guān)鍵尺寸對緩沖器的兩個設(shè)計目標的影響。
　　 (3)結(jié)合汽車碰撞緩沖器的技術(shù)要求，選擇多目標優(yōu)化計算后的一組優(yōu)化結(jié)果作為緩沖器設(shè)計的關(guān)鍵尺寸，經(jīng)過總體設(shè)計和加工組裝后，通過電磁振動試驗臺對磁流變緩沖器進行正弦激勵實驗研究。根據(jù)實驗結(jié)果分析磁流變緩沖器穩(wěn)態(tài)工作特性，為高速下的實驗設(shè)計提供依據(jù)。
　　 (4)搭建了跌落試驗系統(tǒng)，測試了四種不同沖擊速度下磁流變緩沖器的響應特性，根據(jù)測試結(jié)果分析其緩沖性