【摘 要】
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NVH（振动、噪声和声振粗糙度）性能是评价一辆汽车舒适性好坏的重要指标。当汽车行驶时,轮胎与路面的相互作用是汽车振动噪声的主要来源之一。悬架系统作为车身和底盘的关键连接部分,其设计对整车NVH性能有重要意义。传统的悬架系统设计是基于确定的材料参数、几何特性以及边界条件下进行的。在实际制造过程中由于制造误差、测量因素、工艺水平限制等原因使得实际参数会围绕设计参数波动从而导致整车NVH性能产生不确定性
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NVH（振动、噪声和声振粗糙度）性能是评价一辆汽车舒适性好坏的重要指标。当汽车行驶时,轮胎与路面的相互作用是汽车振动噪声的主要来源之一。悬架系统作为车身和底盘的关键连接部分,其设计对整车NVH性能有重要意义。传统的悬架系统设计是基于确定的材料参数、几何特性以及边界条件下进行的。在实际制造过程中由于制造误差、测量因素、工艺水平限制等原因使得实际参数会围绕设计参数波动从而导致整车NVH性能产生不确定性。悬架系统中的不确定性数值较小但数量众多,各个不确定性参数之间的耦合作用会使得悬架系统NVH性能一致性较差。因此有必要对悬架NVH特性的不确定性展开系统的研究,以解决由不确定性参数导致的悬架NVH性能不稳定问题。针对问题,本文采用概率不确定性模型对基于悬架系统的整车NVH性能进行了分析和优化,主要研究内容如下。（1）建立了二自由度悬架系统的数学模型并用滤波白噪声法和谐波叠加法分别建立了随机路面数学模型。分析了随机路面激励下的悬架响应,选取悬架系统振动特性指标分析了时域和频域下的悬架振动响应。在分析了确定性悬架响应的振动特性后,为系统引入概率不确定性参数并对系统进行不确定性分析,通过分析结果表明悬架系统参数的概率不确定性会使悬架系统振动特性具有波动性且呈概率分布。（2）建立了整车NVH声固耦合有限元模型对悬架系统NVH性能进行评价。基于整车有限元模型,使用轮心力法结合传递路径分析对悬架系统衬套刚度进行了优化,成功降低有限元模型驾驶员右耳位置最大声压级,表明悬架系统参数优化能够改善整车NVH性能。使用路面谱加载法结合柔性轮胎对整车NVH进行仿真,实现了不需要试验车进行道路测试而是基于虚拟试车场的NVH性能仿真方法。（3）为了解决整车有限元模型计算成本太大的问题,建立了关于悬架NVH性能的快速计算模型。对悬架关键参数进行了灵敏度分析,基于灵敏度分析结果选择合适参数作为快速计算模型输入参数。使用最优拉丁超立方模型对输入参数进行试验设计获得样本点,并将样本点代入有限元模型求解。使用径向基函数模型建立了一个关于悬架衬套参数的NVH响应快速计算模型。（4）开展了基于悬架不确定性参数的整车NVH优化研究。结合可靠性优化理论,建立悬架NVH性能可靠性优化数学模型并用SORA方法进行求解得到可靠性优化结果。结合稳健性优化理论,建立悬架NVH性能稳健性优化数学模型并用多岛遗传算法进行求解,得到稳健性优化结果。
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