基于HyperStudy的汽車前保行人保護優(yōu)化
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為快速有效的找到滿足客戶要求的方案，使用澳汰爾的HyperSutdy軟件對前保系統(tǒng)進行DOE分析，找出對傷害值影響較為敏感的壁厚參數(shù)，然后進行系統(tǒng)的壁厚優(yōu)化。
5 前保系統(tǒng)DOE分析與尺寸優(yōu)化
5.1 試驗設(shè)計
為減小計算量，將以上參數(shù)設(shè)計成一個7因素2水平的L16正交表，如下所示。
從圖4可以看出，對脛骨沖擊加速度影響較為敏感的參數(shù)為中間五個參數(shù)變量，分別為T2、T3、T4、T5、T6，且加速度值隨著參數(shù)壁厚值的增大而增大，這和理論與經(jīng)驗是一致的。因為隨著各零件壁厚的增加，保險杠系統(tǒng)的剛度增加，從而降低保險杠對小腿沖擊器的緩沖與吸能效果，因而加速度值是增大的；圖5顯示，對韌帶剪切位移較為敏感的參數(shù)分別為T1、T6、T7,說明大腿防撞梁對韌帶剪切位移的影響最為顯著；從圖6可以看出，對小腿彎曲角度影響顯著地參數(shù)為T2、T5、T6，說明小腿防撞梁的設(shè)計對該參數(shù)有著非常重要的影響；并且從圖5和圖6還可以看出，無論何種試驗方案，韌帶剪切位移和小腿彎曲角度均能滿足客戶目標(biāo)要求。因此，主要研究T2、T3、T4、T5、T6這五個參數(shù)變量的組合方案對脛骨沖擊加速度值的影響
利用Hyperstudy對汽車前保系統(tǒng)各主要零件進行尺寸優(yōu)化，取T2、T4、T5、T6、T7這五個參數(shù)為設(shè)計變量，韌帶剪切位移與小腿彎曲角度為約束條件，脛骨加速度為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型如下：
目標(biāo)函數(shù)：Accelation→min
設(shè)計變量：T2∈［2.3，3］
T3∈［2.5，3.5］
T4∈［1.5，3］
T5∈［1.5，3］
T6∈［1.5，3］
約束條件：Shear displacement≤2.5mm
Bending angle ≤8°
5.3 優(yōu)化結(jié)果
整個優(yōu)化過程進行了30次迭代，即相當(dāng)于軟件自動對30中不同壁厚的組合方案進行了計算。目標(biāo)函數(shù)和約束條件的變化分別如圖7、圖8與所示。從圖7可以看出，當(dāng)?shù)M行到第13次的時候，小腿的脛骨加速度最小，非常接近目標(biāo)值120g，而從圖8可以看出，小腿彎曲角度與韌帶剪切位移均在約束設(shè)定的范圍之內(nèi)。
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