汽車磁流變碰撞緩沖器的多目標優(yōu)化設計及試驗研究.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，也只能在設計條件下取得較好的緩沖效果，不能根據碰撞環(huán)境的變化自適應調整，并不能達到人們的期望。近年來，由于基于磁流變技術的智能阻尼器件具有阻尼可連續(xù)調節(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計理論和試驗尚未深入研究的情況，研究基于磁流變技術的汽車碰撞緩沖器優(yōu)化設計和試驗研究，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技術研究

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)化結果進行線

4、性相關度和響應面分析，分析關鍵尺寸對緩沖器的兩個設計目標的影響。
　　 (3)結合汽車碰撞緩沖器的技術要求，選擇多目標優(yōu)化計算后的一組優(yōu)化結果作為緩沖器設計的關鍵尺寸，經過總體設計和加工組裝后，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。根據實驗結果分析磁流變緩沖器穩(wěn)態(tài)工作特性，為高速下的實驗設計提供依據。
　　 (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，根據測試結果分析其緩沖性