[发明专利]一种轨道交通车辆噪声数字样机的优化设计方法

权利要求书

1.一种轨道交通车辆噪声数字样机的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建整车噪声数字样机的声学几何模型；

步骤2：根据所述声学几何模型，以各噪声源的声功率和各隔声部件的隔声量为设计变量，以车体总重量约束值、总设计成本约束值和各工况下的噪声约束值为约束变量，以各工况下的噪声为优化变量；

步骤3：以所述设计变量作为输入，在满足所述约束变量的条件下，采用NCGA算法对优化变量进行优化求解，得到最优解，根据该最优解对应的优化变量和设计变量来设计整车的噪声；

采用NCGA算法对优化变量进行优化求解的具体操作包括：

步骤3.1：以所有设计变量的可能组合构成样本空间，在该样本空间内随机生成由M个个体构成的初始种群P₀，令t＝0，t的最大取值为T，T表示最大的进化代数；

步骤3.2：计算种群P_t中各个体对应的适应度并判断f_k(X)是否小于或等于F_k，W_X是否小于等于W_S，以及C_X是否小于等于C_S，

如果同时满足上述三个条件，则否则第t代个体的适应度集合

其中，X表示种群P_t中的个体，f_k(X)表示该个体对应的优化变量的声压级，k表示第k个优化变量，k＝1,2,…,K，K表示优化变量的数量，m＝1,2,…,M，F_k表示f_k(X)对应的约束值；W_X表示X对应的噪声源和隔声部件的总重量，W_S表示车辆总重量的约束值；C_X表示X对应的噪声源和隔声部件的总成本，C_S表示车辆总成本的约束值；

步骤3.3：令t＝t+1，P_t＝A_t-1；

步骤3.4：将所述步骤3.3中种群P_t的所有个体进行排序，对排序后种群P_t的所有个体进行分组，每相邻两个个体形成一组；

步骤3.5：对每组个体执行交叉和变异操作，以每组的两个个体作为父代来产生两个子代，同时父代被删除；

步骤3.6：所述步骤3.5产生的所有子代形成新的种群P_t；

步骤3.7：将A_t-1与所述步骤3.6的种群P_t合并，从合并后的2M个个体中挑选出适应度值大的M个个体作为新种群P_t的个体，并返回步骤3.2;

步骤3.8：判断t是否小于或等于T，如果是，则返回步骤3.2，否则终止程序，输出适应度最大的个体作为最优解输出。

2.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，所述步骤1中，以Excel为界面，利用Excel自带的VBA语言构建所述的声学几何模型，具体操作步骤为：

步骤1.1：根据整车车体的实际设计尺寸构建几何模型，以车体长度方向分段得到多个声腔，以车体高度方向分为地板下声腔和车内声腔，并获得各分段声腔的几何尺寸；

步骤1.2：输入各分段声腔的几何尺寸、各分段声腔内门和窗的几何尺寸；

步骤1.3：输入各噪声源的声功率、各隔声部件的隔声量；

步骤1.4：输入各噪声源和隔声部件在各分段声腔内的分布位置，得到所述的声学几何模型。

3.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，所述步骤2中，各工况下的噪声具体包括：车辆静置时司机室噪声、客室噪声，以及车辆运行时司机室噪声、客室噪声。

4.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，所述步骤3.2中，优化变量的声压级为构成该优化变量主体的各声腔内总噪声声压级的平均值。