区间—概率混合不确定盘式制动器系统稳健性优化设计研究
本文选题:稳定性 + Kriging代理模型 ; 参考:《湖南大学》2016年硕士论文
【摘要】:随着汽车产业的蓬勃发展和城市中汽车保有量的增多,汽车制动噪声问题对人们生活的影响日益严重,解决汽车制动噪声问题已经迫在眉睫。盘式制动器系统的稳定性分析及优化设计是解决制动噪声最直接有效的途径。然而,由于制造误差和磨损等一系列不确定性因素不可避免的存在于盘式制动器系统中,使得传统的确定性分析及优化结果丧失有效性。因此,为了实现对制动噪声的有效控制,需要研究含不确定参数盘式制动器系统的分析与优化方法。本文在湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主课题(71375004)和湖南省研究生科研创新项目(CX2013B143)的资助下,建立了盘式制动器系统的区间-概率混合不确定模型,并在此基础上开展了盘式制动器系统的稳定性分析及稳健性优化设计研究。论文的主要研究内容如下:(1)盘式制动器系统复特征值分析以模态耦合理论为理论基础,对某盘式制动器系统进行了复特征值分析。分析了摩擦系数、制动压力、磨损等因素对盘式制动器系统稳定性的影响,对盘式制动器系统的分析及优化具有指导意义。(2)区间-概率混合不确定盘式制动器系统的建模为充分考虑工程实际中的不确定性,从而得到更可靠的优化结果,建立了某盘式制动器系统的区间-概率混合不确定模型。在该模型中,考虑由于制造误差引起盘式制动器系统材料属性、摩擦系数、载荷等参数的不确定性,选取支撑背板的密度、弹性模量、厚度,摩擦片的密度、弹性模量,制动盘的密度、弹性模量,制动压力8个参数作为概率参数。考虑由于制造误差和使用过程中的磨损引起的不确定性,选取摩擦片的厚度、制动盘的厚度、摩擦系数这3个参数作为区间-概率参数。(3)不确定盘式制动器系统稳定性分析首先采用拉丁超立方试验方法在设计空间内进行抽样,然后代入盘式制动器系统有限元模型计算获得120组样本点,再采用Kriging方法建立盘式制动器系统不稳定系数的代理模型,并采用复相关系数法检验模型的精度,发现该Kriging代理模型具有较高的拟合精度,可作为盘式制动器分析及优化的有效工具;最后为了分析系统参数对不确定盘式制动器稳定性的影响,采用蒙特卡洛方法分别对概率不确定盘式制动器系统和区间-概率混合不确定盘式制动器系统进行了稳定性分析,得出了支撑背板密度、制动盘密度、制动盘弹性模量、摩擦系数等参数对不确定盘式制动器系统稳定性的影响规律。(4)区间-概率混合不确定盘式制动器系统6σ稳健性优化设计以盘式制动器系统为研究对象,在盘式制动器系统的区间-概率混合不确定模型基础上,以支撑背板的密度、弹性模量和厚度为设计变量,以盘式制动器系统不稳定系数的6σ稳健性函数值最小为目标进行6σ稳健优化设计。对某盘式制动器系统的稳健优化设计结果表明,该方法有效提高了盘式制动器系统的稳定性,抑制了制动噪声倾向,且降低了优化结果对不确定参数扰动的敏感程度,从而得到更为稳健的优化设计结果。为了抑制汽车盘式制动器制动过程中的噪声,本文以某盘式制动器系统为研究对象,基于不确定模型开展了盘式制动器系统稳定性分析、基于Kriging代理模型开展了区间-概率混合不确定性盘式制动器系统的稳健性优化设计研究,本文研究工作对提高盘式制动器系统稳定性和优化设计结果稳健性具有一定应用价值。
[Abstract]:With the rapid development of the automobile industry and the increase of the number of cars in the city, the influence of automobile braking noise on people's life is becoming more and more serious. It is imminent to solve the problem of automobile braking noise. The stability analysis and optimization design of the disc brake system are the most direct and effective ways to solve the brake noise. However, the manufacture of the brake noise is the most effective way. A series of uncertain factors, such as error and wear, inevitably exist in the disc brake system, which makes the traditional deterministic analysis and optimization results lose effectiveness. Therefore, in order to achieve effective control of the braking noise, the analysis and optimization method of the disc brake system with uncertain parameters is needed. This paper is in Hunan Under the support of the autonomous subject of the State Key Laboratory of automobile body advanced design and manufacture (71375004) and the research and innovation project of Hunan graduate student (CX2013B143), the interval probability mixed uncertainty model of disc brake system is established. On this basis, the stability analysis and robustness optimization design of the disc brake system are carried out. The main contents of this paper are as follows: (1) the complex eigenvalue analysis of disc brake system is based on modal coupling theory, and the complex eigenvalue analysis of a disc brake system is carried out. The influence of friction coefficient, brake pressure, wear and other factors on the stability of disc brake system is analyzed, and the component of disc brake system is divided. The analysis and optimization are of guiding significance. (2) the modeling of the interval probability mixed undetermined disc brake system is to take full account of the uncertainty in the engineering practice, so as to obtain more reliable optimization results and establish an interval probability mixed uncertainty model for a disc brake system. In this model, considering the manufacturing error caused by the disc type. The uncertainty of the material properties, friction coefficient, load and other parameters of the brake system, the density, modulus of elasticity, thickness, density, modulus of elasticity, brake disc density, modulus of elasticity, brake pressure, 8 parameters are selected as probability parameters, considering the uncertainty caused by the manufacturing error and the wear in the use process. The thickness of the friction disc, the thickness of the brake disc, the friction coefficient are 3 parameters as the interval probability parameters. (3) the stability analysis of the uncertain disk brake system is firstly sampled in the design space by the Latin hypercube test method, and then 120 sets of sample points are obtained from the finite element model of the disc brake system, and then the K is used. The riging method establishes the agent model of the instability coefficient of disc brake system, and uses the complex correlation coefficient method to test the accuracy of the model. It is found that the Kriging agent model has high fitting precision and can be used as an effective tool for analysis and optimization of disc brake. Finally, the stability of disk brake is determined by analyzing the system parameters. The stability analysis of the probability uncertainty disc brake system and the interval probability mixed undetermined disc brake system was analyzed by Monte Carlo method, and the influence rules of the support back plate density, the brake disc density, the brake disc elastic modulus and the friction coefficient on the instability of the disk brake system were obtained. 4) the 6 Sigma robustness optimization design of the interval probability mixed uncertain disk brake system takes the disc brake system as the research object. On the basis of the interval probability mixed uncertainty model of the disc brake system, the density, the modulus of elasticity and the thickness of the supporting back plate are designed as the design variables, and the 6 sigma of the instability coefficient of the disc brake system is robust. The 6 Sigma robust optimization design is carried out for the minimum objective function value. The result of robust optimization design for a disc brake system shows that the method effectively improves the stability of the disc brake system, restraining the braking noise tendency, and reducing the sensitivity of the optimization results to the uncertain parameter disturbance, thus getting a more robust optimization. Design results. In order to suppress the noise during the braking process of the automobile disc brake, this paper takes a disc brake system as the research object. Based on the uncertainty model, the stability analysis of the disc brake system is carried out. Based on the Kriging agent model, the robustness optimization design of the interval probability mixed uncertainty disc brake system is carried out. The research work has certain application value to improve the stability of disc brake system and the robustness of optimal design results.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.512
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 张炎伟;检修盘式制动器注意事项[J];汽车运用;2003年07期
2 郑金陶;;新一代盘式制动器[J];汽车与配件;2008年34期
3 覃健;;气压盘式制动器常见故障及其解决方法[J];装备制造技术;2012年04期
4 翟东升;点盘式制动器在起重机上的应用[J];太原重型机械学院学报;1983年01期
5 黄明云;点盘式制动器钳口张开角(度)对制动器的影响[J];太原重型机械学院学报;1983年01期
6 沈曾意;;国外货车盘式制动器[J];汽车与配件;1988年08期
7 程国华;;发展轿车工业必须研制盘式制动器[J];汽车与配件;1989年07期
8 潘公宇;盘式制动器的特点及其应用的前景[J];汽车研究与开发;1996年02期
9 陈茜;盘式制动器摩擦衬块的改进[J];汽车工艺与材料;1997年09期
10 程国华;轿车盘式制动器的特点[J];汽车运用;1999年12期
相关会议论文 前10条
1 刘佩佩;申焱华;;盘式制动器热-结构耦合分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
2 戴雄杰;周箭明;王纪霞;;汽车盘式制动器的缩比模拟试验研究[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(上册)[C];1992年
3 彭德阳;;气压盘式制动器在大客车上的应用探讨[A];2005年中国客车学术年会论文集[C];2005年
4 赵晚春;;浅析盘式制动器的拆装原理及检查[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年
5 王扬;高敏;;基于有限元的盘式制动器温度场分析[A];自主创新、学术交流——第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集[C];2013年
6 洪稳喜;徐亮;;带驻车盘式制动器制动缸的设计改进[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年
7 王登峰;王玉为;黄海涛;赵继业;陈晓春;;盘式制动器制动尖叫的有限元分析与试验[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年
8 林谢昭;高诚辉;;盘式制动器摩擦温度场数值模拟的研究现状[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
9 雷勇;陈新龙;陈世平;;盘式制动器在ZK6118客车上的应用分析[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年
10 雷勇;陈新龙;陈世平;;盘式制动器在ZK6118客车上的应用分析[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会暨2006年省汽学会理事会议资料[C];2006年
相关重要报纸文章 前6条
1 冯振乾 薛珉;年产8万台盘式制动器生产线项目进展顺利[N];焦作日报;2010年
2 赵三明;国产盘式制动器成功用于城市客车[N];中国工业报;2004年
3 杨春华;汽车盘式制动器研发成功[N];科技日报;2009年
4 吉昌 商森明;气压盘式制动器在江苏恒力“诞生”[N];中国冶金报;2006年
5 成吉昌 商森明;江苏恒力首创“精准刹车”[N];中国现代企业报;2006年
6 记者王四新;公交客车刹车有望“零噪音”[N];工人日报;2002年
相关博士学位论文 前1条
1 侯俊;基于阻尼衬垫的汽车盘式制动器噪声机理研究[D];武汉理工大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 张杰;盘式制动器摩擦副热结构耦合及模态分析[D];太原理工大学;2016年
2 王洪涛;通风盘式制动器制动尖叫噪声关键因素分析[D];太原科技大学;2015年
3 代昌举;汽车盘式制动器振动与噪声产生机理及传递路径分析[D];东北大学;2014年
4 姜中望;基于逆向工程技术的盘式制动器NVH特性研究与优化[D];江苏大学;2016年
5 汪德成;盘式制动器热机耦合特性及疲劳寿命预测研究[D];上海工程技术大学;2016年
6 吴昊;汽车通风式盘式制动器热—结构耦合分析及结构的优化设计[D];华南理工大学;2016年
7 刘金革;汽车磁—摩复合盘式制动器及其制动性能研究[D];中国矿业大学;2016年
8 黄亚;随机模糊不确定盘式制动器稳定性研究[D];湖南大学;2016年
9 谭雪龙;高压大型车用盘式制动器热摩擦磨损机理研究[D];江苏科技大学;2016年
10 彭龙;区间—概率混合不确定盘式制动器系统稳健性优化设计研究[D];湖南大学;2016年
,本文编号:2096268
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/2096268.html