恭喜桂林电子科技大学孙永厚获国家专利权
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龙图腾网恭喜桂林电子科技大学申请的专利一种基于等效刚度理论的驾驶室摆臂导向机构优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114880812B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210656692.X,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权一种基于等效刚度理论的驾驶室摆臂导向机构优化方法是由孙永厚;马雪峰;刘夫云;杜中刚;叶明松;王宝玉;彭雪梅;汤金帅;杨音文设计研发完成,并于2022-06-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于等效刚度理论的驾驶室摆臂导向机构优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于等效刚度理论的驾驶室摆臂导向机构优化方法,该方法通过建立驾驶室悬置系统的三维模型,并根据所建立的三维模型建立相应的仿真模型;根据建立的仿真模型,建立驾驶室悬置系统的等效刚度仿真分析系统,仿真获取驾驶室悬置系统的等效刚度;根据获取的等效刚度,分析因引起附加刚度而影响等效刚度的主要结构,选定降低偏转振幅的摆臂导向机构作为优化设计结构;综合分析摆臂导向机构中导向摆臂的结构参数,运用设计变量筛选方法,将各参数关于等效刚度影响程度的轻重排序,基于排序结果规划各设计变量的水平区间;通过近似模型构建方法,建立等效刚度仿真近似模型,替代原有商用车驾驶室悬置系统复杂仿真模型;通过所述近似模型仿真得到的等效刚度与设计刚度的残差平方和为评价指标,采用非序列二次规划算法对摆臂导向机构进行优化分析。
本发明授权一种基于等效刚度理论的驾驶室摆臂导向机构优化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于等效刚度理论的驾驶室摆臂导向机构优化方法,其特征在于,包括如下步骤:1建立驾驶室悬置系统的三维模型,并根据所建立的三维模型建立相应的仿真模型;2根据步骤1建立的仿真模型,建立驾驶室悬置系统的等效刚度仿真分析系统,仿真获取驾驶室悬置系统的等效刚度;3根据步骤2获取的等效刚度,分析因引起附加刚度而影响等效刚度的主要结构,选定降低偏转振幅的摆臂导向机构作为优化设计结构;4综合分析摆臂导向机构中导向摆臂的结构参数,运用设计变量筛选方法,将各参数关于等效刚度影响程度的轻重排序,基于排序结果规划各设计变量的水平区间;5通过近似模型构建方法,建立等效刚度仿真近似模型,替代原有商用车驾驶室悬置系统复杂仿真模型;6通过所述近似模型仿真得到的等效刚度与设计刚度的残差平方和为评价指标,采用非序列二次规划算法对摆臂导向机构进行优化分析;步骤2中,所述等效刚度仿真分析系统,是通过在驾驶室仿真模型上添加位移激励点,使驾驶室产生水平的阶段同距位移,并获取各激励点在每个阶段时的反作用力值,最后计算出等效刚度曲线,其中驾驶室悬置系统的等效刚度的计算公式是: 公式1中,KE为驾驶室悬置系统等效刚度;Fi为驾驶室上第i处激励点的力传感器测量数据;Di为驾驶室上第i处激励点的位移传感器测量数据;步骤6中,所述的设计刚度,是在驾驶室参数设计阶段,将驾驶室简化为质点,计算出计算出驾驶室理论需求模态频率下的弹簧总刚度,即设计刚度,最后再根据质心位置将弹簧总刚度分配给前后悬置,具体计算方法如下: 公式2中,ωc为驾驶室悬置垂直偏频;m为驾驶室总重量;K为弹簧刚度;Nc为驾驶室重力;d为驾驶室悬置上、下运动行程;所述的残差平方和,计算公式为: 公式3中,ERSS为残差平方和,n为驾驶室悬置系统位移行程的同距分段数量;Ki为当驾驶室下降了i距离时的等效刚度值;Ka为设计刚度值;所述的序列二次规划算法,步骤如下:7-1给定初始点X0、收敛精度∈,令H0=I0,置k=0;其中X0表示初始状态的设计变量值;∈=0.001;H0为初始状态目标函数的二阶导数矩阵;I0表示初始状态不等式约束中起作用的约束;k表示迭代次数;7-2列出原问题的目标函数为: 其中fX为导向摆臂优化硬点坐标的目标函数;guX为导向摆臂优化硬点坐标的不等式约束;hv为导向摆臂优化硬点坐标的等式约束;在第k次迭代时,将目标函数在迭代点Xk处简化成二次函数,将约束条件简化成线性函数,则有二次规划问题的一般形式,如下: 其中S表示搜索方向的判定条件S=X0-Xkk=1,2,…;Xkk=1,2,…表示第k次迭代时的设计变量值;Hk表示第k次迭代时目标函数的二阶导数矩阵;C表示在第k次迭代时的响应变量值;A表示不等式约束简化为线性函数矩阵表达式;B表示不等式约束的矩阵表达式;Aeq表示等式约束简化为线性函数的矩阵表达式;Beq表示等式约束的矩阵表达式;7-3求解上述二次规划问题,并令Sk=S*;其中Skk=1,2,…表示第k次迭代时的判定条件,S*表示最优判定条件;7-4在方向Sk上对原问题目标函数进行约束唯一搜索,得到下一个迭代点Xk+1;其中Xk+1表示第k+1次迭代时的设计变量值;7-5终止判断:若Xk+1满足给定精度的终止准则,则将Xk+1作为最优解,fXk+1作为目标函数的最优迭代,终止计算;否则,转向步骤7-6;7-6按照DFP法修正Hk+1,令k=k+1,转步骤7-2;其中DFP法表示DFP矫正法,该方法的迭代格式为表示二阶导数矩阵的矫正值。
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