基于多目标遗传算法的汽车玻璃升降器结构优化设计.pdf

第3期
机槭设计与制造
2016年3月
Machinery Design Manufacture
253
基于多目标遗传算法的汽车玻璃升降器结构优化设计
李成冬,盂春毅
(盐城工学院汽车工程学院,江苏盐城24051)
摘要:卡滞、振动噪音等不正常现象时常会出现在叉臂式玻璃升降器结构的运行过程中,基于 Catia和 ANSYS
Workbench平台并结合实践,采用多目标遗传算法对玻璃升降器的机械结构参数优化设计,以减轻玻璃升降器质量、提
高结枘强度,从而降低卡滞、振动等现象产生。优化结果表明,升降器的两側凹槽处均可以作为升降器结构优化的 Pareto
优解集,在满足升降器结枃强度、刚度、变形的情况下,设计轻量化玻璃升降器结构,最终为汽车玻璃升降器的整体优化
设计提供理论依据。
关键词:玻璃升降器;多目标遗传算法;有限元分析;结构优化
中图分类号:1mH15:TH122文献标识码:A文章编号:1001-3997(2016)03-0253-04
Structure Research on Automotive Glass Riser with
Multi-objective Genetic Algorithm
I Cheng-dong, MENG Chun-yi
(School of Automotive Engineering, Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224051, China
Abstract: In the movement process of the fork arm type glass riser structure, it appears the phenomena, such as binding and
vibration It based on CATIA and ANSYS Workbench platform combined with the practice and all kinds of information on
glass levelers for detailed nalysis and improveme The aim is to reduce the glass guality and increase the strength
structure ard adopt the multi-objective genetic algorithm for the mechanical structural prm ers optimiztion design of glass
elevator. Optimization results show that grooves on both sides of the elevator can be used as a Pareto optimal solution set in
optmizing h s e of he ri o s h ss h i, m n, cee the &lss ele
ightweight esign, and imou he stability of the me roies basis for the optimizaton design of.
Key words: Glass Riser Multi-objective Genetic Alorithm; ine ement Analysis; Structure Optimization
引言
轨、玻璃、电机等零部件组成,通过电机驱动小齿轮带动大齿轮齿
玻璃升降器是汽车产品的重要组成部分,对于车门玻璃的升板转动,从而使玻璃进行升降,采用CATA软件建立汽车玻璃升
降及汽车行驶过程中的舒适稳定性、隔音降噪起到了不可替代的作降器的三维参数化模型?,如图1所示。其运动简图,如图2所示。
用。玻璃开降器的没计必须要保证升降过程中的平稳性,并且具备3理论方法探讨
低噪声、易操作、寿命长、失效率低、密封性好等特性。玻璃升降器的3.1多目标遗传算法
异响、卡滞、振动等失效形式对行驶安全性及驾驶者舒适性产生重叉臂式玻璃升降器的结构优化向题,需要在在轻量化设计
要的影响。目前最常用的轿车玻璃升降方式为按钮式电动升降即,由过程中满足其应力、应变、刚度要求,但是模型的轻量化和増强模
内部升降系统和外置开关组成,操作简便。通过CATA软件对叉臂型的刚度这两个目标之间是相互矛盾的。因此玻璃升降器的优化
式玻璃升降器进行三维建模结合 ANSYS WORKBENCH平台利设计问题就是找出模型重量与刚度这两个优化参数最佳平衡点
用多目标遗传算法对升降器系统重要部件进行详细结构优化设的结构优化问题。升降器模型在优化过程中,采用多目标遗传算
计
法对升降器原始模型数据进行分析,再设置相关优化参数,从而
2升降器结构
得到足够多的目标优化问题 Pareto最优解
又臂式汽车玻璃升降器模型主要由大小齿轮齿板、固定支3.2响应面法
架、主从动臂、支臂连接、滑块、滑块转轴、上滑槽、下滑槽、玻璃导
响应面法( Response Surface Methodology,RSM)对指定设计
来稿日期:2015-08-20
基金项目:江苏沿海新能源汽车研究院2015年资助项目
作者简介:李成冬,(1982-),男,江苏盐城人,博土研究生,讲师,主要研究方向:微细、精密待种加工技术