基于穩健試驗設計的高速客車懸掛參數多目標優化*

王紅兵， 李國芳， 李炳劭， 丁旺才

(蘭州交通大學 機電工程學院， 蘭州 730070)

在鐵路高速客車中，車輛懸掛裝置(一系和二系懸掛裝置)用于承受和傳遞各方向的載荷，緩和各方向的沖擊和振動，是影響到車輛動力學性能的關鍵部分，因此車輛動力學性能的好壞很大程度上取決于一系懸掛裝置和二系懸掛裝置中各彈簧、阻尼器等零部件的參數是否合理。很多學者對懸掛參數進行了研究。廖英英等在使用ADAMS-Matlab聯合仿真的基礎上，采用基于遺傳算法的多目標優化的方法，對鐵道車輛的懸掛參數進行了優化[1]。潘迪夫等研究了CRH2型車的拖車轉向架的主要懸掛參數，建立了SIMPACK中的動力學模型，以轉向架的懸掛剛度參數為目標參數，優化了一系鋼彈簧和空氣彈簧的剛度參數，改善了高速動車的平穩性、穩定性，提高了其臨界速度[2]。王孔明等研究了陜西韓城的懸掛式單軌車輛，基于多體動力學理論建立了懸掛式單軌車輛的SIMPACK動力學模型，提出了優化后的空氣彈簧剛度、二系減振器阻尼值、斜置減振器阻尼值等參數的取值，為懸掛式軌道車輛的選型等提供了參考[3]。

通過分析比較發現上述研究方法雖然對車輛動力學性能有了很大的改善，但大部分對于懸掛參數的研究仍屬于單目標優化，得到的優化結果不一定是最優解，故存在較大的局限性。多目標優化的目的在于兼顧各項動力學性能指標的同時，將懸掛參數合理匹配[4]?；诜€健試驗設計的方法，選擇多項關鍵懸掛參數進行正交試驗和信噪比分析，綜合考慮多項動力學性能指標，完成多參數的穩健性優化，以提高車輛運行品質。……