基于整车路噪性能提升的轮胎优化设计

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.01.019

汽车工程 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (1): 145-151.doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.01.019

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基于整车路噪性能提升的轮胎优化设计

高丰岭¹(),吴渊¹,卜晓兵¹,战楠²,陈潇凯³

^1.中汽研汽车检验中心（天津）有限公司，天津 300300
^2.天津理工大学机械工程学院，天津 300384
^3.北京理工大学电动车辆国家工程实验室，北京 100081

收稿日期:2020-06-05 修回日期:2020-08-11 出版日期:2021-01-25 发布日期:2021-02-03
通讯作者: 高丰岭 E-mail:gaofengling@catarc.ac.cn
基金资助:
国家重点研发计划(2017YFB0103704);中汽中心培育类项目(19201225);天检中心共性基础技术研究课题(TJKY1920010)

Optimization Design of Tire for Enhancing Vehicle Road Noise Performance

Fengling Gao¹(),Yuan Wu¹,Xiaobing Bu¹,Nan Zhan²,Xiaokai Chen³

^1.CATARC Automotive Test Center （Tianjin） Co. ，Ltd. ，Tianjin 300300
^2.School of Mechanical Engineering，Tianjin Institute of Technology，Tianjin 300384
^3.National Engineering Laboratory for Electric Vehicles，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081

Received:2020-06-05 Revised:2020-08-11 Online:2021-01-25 Published:2021-02-03
Contact: Fengling Gao E-mail:gaofengling@catarc.ac.cn

摘要/Abstract

摘要：

为提升整车路噪性能，本文中基于虚拟试车场技术和代理模型优化方法对轮胎参数进行了优化。通过集成试验场扫描所得路谱、CDTire轮胎模型和整车声固耦合模型，建立了整车路噪仿真环境。采用最优拉丁超立方采样、Kriging模型和多岛遗传算法构造了优化模型。以轮胎关键物理参数为设计变量，驾驶员外耳声压级均方根为优化目标，测点三向合成加速度均方根为约束，对轮胎进行优化。优化后在测点振动满足要求前提下，整车全频段噪声得到有效改善。

关键词: 轮胎优化设计, 路噪优化, 虚拟试车场技术, CDTire

Abstract:

In order to enhance the road noise performance of vehicle， an optimization on tire parameters is conducted in this paper based on virtual proving ground （VPG） technique and metamodel?based optimization method. The vehicle road noise simulation environment is established through integrating the road spectrum obtained by VPG scanning， CDTire model and vehicle sound?structure coupling model. An optimization model is constructed by combining optimal Latin hypercube sampling， Kriging surrogate model and multi?island genetic algorithm， with the key physical parameters of tire as design variables， the root mean square of sound pressure level at driver's outer ear as the objective of optimization and the root mean square of three?direction resultant acceleration at the measured points as the constraints， an optimization on tire is carried out. After optimization， the vehicle noise in the whole frequency range is effectively improved while the vibration at the measured points meeting the requirements.

Key words: tire optimization design, road noise optimization, virtual proving ground technique, CDTire

高丰岭,吴渊,卜晓兵,战楠,陈潇凯. 基于整车路噪性能提升的轮胎优化设计[J]. 汽车工程, 2021, 43(1): 145-151.

Fengling Gao,Yuan Wu,Xiaobing Bu,Nan Zhan,Xiaokai Chen. Optimization Design of Tire for Enhancing Vehicle Road Noise Performance[J]. Automotive Engineering, 2021, 43(1): 145-151.

图/表 15

图 1

图 2

图 3

图 4

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图 8

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表1

表2

图 10

图 11

图 12

图 13

参考文献 12

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设计变量	初值	下限	上限
R_Gx(x₁)/(N·mm^-1)	7	3.5	10.5
C_s(x₂)/(N·mm^-1)	1 500	750	2 250
S_s(x₃)/(N·mm^-1)	2 500	1 250	3 750
B_S(x₄)/(N·mm^-1)	1 700	850	2 250
T_Gx(x₅)/(N·mm^-3)	0.35	0.175	0.525
T_Gy(x₆)/(N·mm^-3)	0.15	0.075	0.225
X_s(x₇)/(N·mm)	13 532	6 766	20 296
M_b(x₈)/kg	6.7	5.4	8.0
R_Gd(x₉)/s	0.001	0.000 5	0.001 5

项目		设计目标	设计约束			设计变量
项目		N(x)/ dB(A)	V_s(x)/ g	V_d(x)/ g	V_f(x)/ g	x₁/ （N·mm^-1）	x₂/ （N·mm^-1）	x₃/ （N·mm^-1）	x₄/ （N·mm^-1）	x₅/ （N·mm^-3）	x₆/ （N·mm^-1）	x₇/ （N·mm^-1）	x₈/ kg	x₉/s
初始设计		51.75	0.137	0.026	0.025	7	1 500	2 500	1 700	0.35	0.15	13 532	6.7	0.001
优化设计	代理模型	50.49	0.134	0.024	0.025	5.523	1 775	2 145	1 814	0.29	0.15	16 536	7.5	0.000 84
	仿真	50.27	0.138	0.026	0.026
	误差	+0.44%	-2.90%	-7.69%	-3.25%

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Optimization Design of Tire for Enhancing Vehicle Road Noise Performance

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