支臂式玻璃升降器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計及運動仿真研究.pdf

1、汽車門窗玻璃不但要保證駕駛員擁有足夠的安全視角,還要經(jīng)常調(diào)整上下位置以達到舒適的目的,保證汽車玻璃靈活調(diào)整的機構(gòu)就是玻璃升降器。車門玻璃升降器作為車門附件,因為工作環(huán)境相對較差,工作次數(shù)相對較多,廠家生產(chǎn)出來的升降器質(zhì)量參差不齊,故玻璃升降器是汽車整車故障率較高的部件之一。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展,對汽車玻璃升降器的要求也越來越多,比如,因為車門造型的原因?qū)е律灯鞯陌惭b空間變小,致使長短滑槽不能水平或平行放置,但設計的升降器又不能影響其本身

2、的力學性能,這些都對升降器的結(jié)構(gòu)設計提出了更為苛刻的要求?？紤]到成本因素,汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為一個重要的課題。
　　 本文主要討論了支臂式玻璃升降器理想工作平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計。
　　 通過對升降器的分析得知支臂式玻璃升降器的優(yōu)化設計屬于有約束的非線性復雜化優(yōu)化設計,其目標函數(shù)較復雜,約束均為不等式約束,再對比不同的優(yōu)化算法,確定采用復合形法對支臂式玻璃升降器進行優(yōu)化設計。
　　 對支臂式玻璃升降器進行了

3、受力分析和運動分析。推導出電機需要提供的轉(zhuǎn)矩方程,由電機的轉(zhuǎn)矩波動最小作為延長電機壽命、降低玻璃升降器故障率的目標函數(shù)。推導出升降器機構(gòu)中各關鍵點的位移、速度、加速度與各個機構(gòu)參數(shù)間的數(shù)學關系,建立起它們之間的通用數(shù)學表達式,為運動仿真提供了數(shù)學基礎。
　　 基于VisualC++6.0平臺,開發(fā)了支臂式玻璃升降器的運動仿真與優(yōu)化設計軟件。由車門提供的已知條件,應用軟件可以對升降器進行優(yōu)化設計及結(jié)果輸出,包括各個關鍵點的位移、速

4、度、加速度曲線和上升、下降過程中電機轉(zhuǎn)矩曲線,優(yōu)化后的結(jié)果較優(yōu)化前有了較明顯的改進。相比傳統(tǒng)的通過UG的草圖約束來進行的設計過程更為簡便、省時。
　　 利用優(yōu)化出的數(shù)據(jù)對升降器進行重新造型,再通過UGNX7.5的運動仿真功能進行分析,得出升降器各個關鍵點的位移、速度、加速度曲線,將導出的數(shù)據(jù)和曲線與運動分析得到的數(shù)據(jù)和曲線進行對比,驗證了運動分析所推公式的正確性,進一步證明優(yōu)化結(jié)果的可靠性。
　　 當然,本課題也存在一些