[发明专利]基于遗传算法的柴油机硅油减振器多目标动态匹配方法

摘要

本发明涉及一种基于遗传算法的柴油机硅油减振器多目标动态匹配方法,所述方法建立了柴油机曲轴系统多自由度计算模型；根据计算模型建立减振器系统工作动态平衡过程，计算轴系扭振响应和减振器温升数据；采用遗传算法求解曲轴扭振响应的幅值、减振器工作温度和最小质量，得出硅油减振器的多目标自动匹配参数值，所述方法能够快速实现硅油减振器多个结构参数的优化匹配计算，可满足设计中在柴油机所有的工况点曲轴扭振响应的幅值、减振器工作温度要求，还可以达到减振器的重量轻的要求。

主权项

一种基于遗传算法的柴油机硅油减振器多目标动态匹配方法，其特征是：建立了柴油机曲轴系统多自由度计算模型；根据计算模型建立减振器系统工作动态平衡过程，计算轴系扭振响应和减振器温升数据；采用遗传算法求解曲轴扭振响应的幅值、减振器工作温度和最小质量，得出硅油减振器的多目标自动匹配参数值，此方法至少包含以下几个步骤：步骤1：提取硅油减振器的结构尺寸特征参数，确定减振器的设计变量为：外径R₀、内径R₁、总厚度B₁、顶隙δ₂、侧隙δ₁，硅油的运动粘度为V；步骤2：根据减振器的安装空间和硅油特性确定最大允许扭振幅度、硅油黏度值和硅油工作温度参数；步骤3：根据减振器总重量最小，柴油机轴系的自由端的扭振幅值最小和减振器壳体的表面工作温度最低作为设计目标；步骤4：计算优化目标曲轴扭振幅角和减振器工作温度；步骤5：以NSGA‑II遗传算法对硅油减振器特征参数进行匹配优化计算；所述的步骤4包含以下几个步骤：步骤41：根据曲轴系统的集总参数法数学模型,得出的柴油机轴系多自由度扭振方程；步骤42：依据硅油流变实验得出动力粘度值‑温度‑剪切速率曲线,根据推导出的硅油的动力粘度η_n与阻尼系数C_d之间的关系式，计算硅油减振器动态阻尼系数C_d；步骤43：计算开始先设定初始转速(柴油机怠速)，根据柴油机外特性曲线各个转速点对应的负载计算主谐次激励力矩值；步骤44：然后再设定温度值(环境温度)，计算硅油动力粘度值，再计算柴油机系统内阻尼系数和减振器的阻尼系数；步骤45：根据曲轴系统多自由度振动方程公式，利用解析法求解振动幅值(扭角)；步骤46：计算减振器系统发热量、散热量，当发热量大则增加温度值，重复以上的计算过程，直到发热量和散热量非常接近，结束整个计算过程；步骤47：在此转速点的热平衡计算结束后，再增加转速重新进行计算，直到最高转速，最后输出柴油机整个转速区间内的减振器性能参数变化和轴系扭振幅值图。