Tối ưu hóa hệ thống treo ô tô theo thiết kế của thí nghiệm một phương pháp không phái sinh

Trong thí nghiệm thí điểm, chỉ có ba thông số hệ thống treo chính, đó là độ cứng của lò xo, giảm xóc và khối lượng bung, đã được xem xét và phương pháp giai thừa đầy đủ đã được thực hiện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO GIỮA KÌ HỌC PHẦN: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG TREO Ô TÔ THEO THIẾT KẾ CỦA THÍ NGHIỆM: MỘT PHƯƠNG PHÁP KHÔNG PHÁI SINH Khoa/viện: Viện đào tạo sau đại học Ngành: Kỹ thuật ô tô Lớp: 23SOT11B GVHD: TS Phạm Văn Kiên HVTH: LƯƠNG QUỐC THANH MSHV: 2340921004 NGUYỄN CÔNG QUÝ 2340921002 2341921001 NGUYỄN THANH DANH TP HCM, ngày 9 tháng 11 năm 2023 LỜI NÓI ĐẦU Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh (HUTECH), Viện đào tạo sau đại học đã tạo điều kiện cho chúng em được học môn tính toán thiết kế tối ưu hóa hệ thống trên ô tô, môn học này rất hữu ích và hỗ trợ cho chúng em rất nhiều khi làm việc ở các doanh nghiệp Để hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thiện báo cáo này, em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Thầy TS Phạm Văn Kiên , thầy đã trực tiếp chỉ dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu Thầy luôn tận tâm hỗ trợ, giúp em giải đáp các thắc mắc trong quá trình làm bài và cho chúng em những lời khuyên, những kiến thức vô cùng quý báu từ thầy để em hoàn thiện báo cáo này Tối ưu hóa hệ thống treo ô tô theo thiết kế của Thí nghiệm: Một phương pháp không phái sinh là đề tài em được nhận làm báo cáo môn học tính toán thiết kế tối ưu hóa hệ thống trên ô tô, ngành kỹ thuật ô tô tại Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh Do sự hiểu biết và kiến thức em còn hạn hẹp nên còn nhiều thiếu sót trong bài làm Em mong nhận được lời nhận xét, góp ý chỉnh sửa từ quý thầy, cô để báo cáo của em được chỉnh chu và hoàn thiện tốt hơn Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn những thầy TS Phạm Văn Kiên luôn hỗ trợ em hoàn thành bài báo cáo Xin trân trọng cảm ơn Thầy Công ty xuất bản Hindawi Những tiến bộ trong Âm học và Rung động Tập 2016, Article ID 3259026, 10 trang http://dx.doi.org/10.1155/2016/3259026 Bài báo nghiên cứu Tối ưu hóa hệ thống treo ô tô theo thiết kế của Thí nghiệm: Một phương pháp không phái sinh Anirban C Mitra, Tanushri Soni và G R Kiranchand Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Kỹ thuật MES, Cơ sở Cao đẳng Wadia, 19 Late Prin, V K Joag Path, Pune 411001, Ấn Độ Thư từ nên được gửi đến Anirban C Mitra; mật007m@yahoo.com Nhận ngày 20 tháng 4 năm 2016; Chấp nhận ngày 22 tháng 6 năm 2016 Biên tập học thuật: Marek Pawelczyk Bản quyền © 2016 Anirban C Mitra et al Đây là một bài báo truy cập mở được phân phối theo Creative Commons Attribution Giấy phép, cho phép sử dụng, phân phối và sao chép không hạn chế ở bất kỳ phương tiện nào, miễn là tác phẩm gốc phù hợp trích dẫn Rất nhiều vấn đề về sức khỏe như đau thắt lưng, rối loạn tiêu hóa, rối loạn cơ xương khớp là do toàn bộ cơ thể gây ra rung động do ô tô gây ra Bài viết này liên quan đến việc tăng cường và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống treo bằng cách sử dụng các phương pháp giai thừa của Design of Experiments, một phương pháp không phái sinh Nó tập trung vào việc tối ưu hóa sự thoải mái khi đi xe và xác định các tham số ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của hệ thống treo theo hướng dẫn nêu trong ISO 2631-1:1997 tiêu chuẩn Một giàn thử nghiệm ô tô quý được tích hợp với hệ thống thu thập dữ liệu dựa trên LabVIEW đã được phát triển để hiểu thực tế hành vi thời gian của một chiếc xe Trong thí nghiệm thí điểm, chỉ có ba thông số hệ thống treo chính, đó là độ cứng của lò xo, giảm xóc và khối lượng bung, đã được xem xét và phương pháp giai thừa đầy đủ đã được thực hiện cho mục đích tối ưu hóa Nhưng hồi quy phân tích dữ liệu thu được cho thấy mức độ phù hợp rất thấp, điều này cho thấy rằng các tham số khác có khả năng ảnh hưởng đến phản ứng Sau đó, các góc hình học lái, khum và độ chụm và áp suất lốp, đã được đưa vào thiết kế giai thừa phân số phương pháp với sáu yếu tố đã được thực hiện để tối ưu hóa sự thoải mái khi đi xe Sự kết hợp tối ưu kết quả sau đó đã được xác minh trên giàn thử nghiệm có tương quan cao Rất nhiều vấn đề sức khỏe như đau thắt lưng, rối loạn tiêu hóa và rối loạn cơ xương đều xảy ra do sự rung động toàn cơ thể do ô tô gây ra Bài viết này liên quan đến việc tăng cường và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống treo bằng cách sử dụng các phương pháp giai thừa của Thiết kế thí nghiệm, một phương pháp không đạo hàm Nó tập trung vào việc tối ưu hóa sự thoải mái khi đi xe và xác định các tham số ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của hệ thống treo theo tiêu chuẩn ISO Bằng cách thu thập dữ liệu dựa trên LabVIEW Trong thí nghiệm thí điểm, chỉ có ba thông số chính của hệ thống treo, đó là độ cứng của lò xo, giảm chấn và khối lượng bung, đã được tham khảo và dùng phương pháp giai thừa đầy đủ cái mà đã được thực hiện cho mục đích tối ưu hóa Nhưng dữ liệu sau khi thu được cho thấy mức độ phù hợp rất thấp, điều này cho thấy rằng các tham số khác có khả năng ảnh hưởng đến thí nghiệm Sau đó, các góc hình học lái, khum và độ chụm và áp suất lốp cũng đã được đưa vào thiết kế Giới thiệu Khi Ô tô di chuyển với tốc độ cao sẽ dẫn tới hậu quả là xảy ra các rung động không theo chu kỳ ngẫu nhiên Nó được truyền bằng các đường xúc giác, thị giác hoặc âm thanh tới cơ thể người lái Thuật ngữ "đi xe" thường được sử dụng để đại diện cho xúc giác và các rung động thị giác, trong khi các rung động chúng có thể cảm nhận được bằng âm thanh là được phân loại là “tiếng ồn” Thuật ngữ đi xe được định nghĩa là các rung động tần số thấp của khối lượng lò xo lên đến 5 Hz Rung động khi đi xe có tần số thấp hơn là biểu hiện của hành vi năng động các chuyển động và ứng suất cơ học do ứng dụng của các lực cơ học đối với cơ thể con người có thể có nhiều loại tác dụng sinh lý Đối với các rung động thẳng đứng, con người nhạy cảm nhất với những rung động trong dải tần số từ 4 đến 8 Hz, đây là dải tần số cộng hưởng cho cơ thể con người Hệ thống treo của các phương tiện giao thông đường bộ hiện đại đã được xác định bởi Damia như một liên kết để cho phép bánh xe chuyển động tương đối với cơ thể và để hỗ trợ tải RC (Regression coefficient) (hệ số hồi quy) đã được chứng minh là bị ảnh hưởng bởi nhiều loại thông số hệ thống treo và một loạt các phân tích, số, các phương pháp tính toán và thử nghiệm đã được thực hiện để tối ưu hóa các hệ thống treo Ngay cả hệ số độ cứng của ống lót đã được coi là Bước và kích thích hình sin là được cung cấp cho mô hình và RC được tối ưu hóa bằng GA trong một của các công trình nghiên cứu của Farid et al Kilian et al đã nghiên cứu về việc tối ưu hóa lực xoắn, uốn cong và lắc lư của thiết kế hệ thống treo bằng cách sử dụng hữu hạn các phương pháp phần tử để tối ưu hóa cấu trúc liên kết và tối ưu hóa địa hình trong phần mềm “Altair Opti Struct” Những tiến bộ trong Âm học và Rung động thoải mái trong giai đoạn thiết kế Trong một nghiên cứu tương tự, mô hình 8-DOF hai chiều được phát triển bởi Roy và Liu để mô phỏng và tạo hiệu ứng động cho phản ứng của các phương tiện giao thông thông qua các điều kiện khác nhau như : đường, lực kéo, phanh và điều kiện gió khác nhau trong không gian 3D Môi trường VRML(Virtual Reality Modeling Language) Một thí nghiệm thực hiện bởi so sánh khả năng tăng tốc 0–100 km/h với một chiếc Honda Xe Accord trang bị máy đo gia tốc và vòng tua máy Gonc¸alves và Ambrosio đã đề xuất ´ một phương pháp để tối ưu hóa chuyến đi và sự ổn định của xe dựa trên việc sử dụng mô hình đa thân một cách linh hoạt Các tối ưu hóa chuyến đi đạt được bằng cách tìm ra tối ưu của chỉ số đi xe bằng cách đo gia tốc ở một số điểm chính của xe Lịch sử thời gian của gia tốc, vận tốc và chuyển vị tại trọng tâm đã được Naude và Snyman được xem xét cùng với lịch sử thời gian ´ lực, độ võng, tốc độ lệch của bánh xe và các bộ phận hãm sus Sự gián đoạn của tiếng ồn cũng là những thách thức lớn trong tối ưu hóa Thuật toán di truyền đa mục tiêu (MOGA) được sử dụng để tối ưu hóa mô hình rung xe 4 DOF của Sharifi và Shahriariet al đã sử dụng GA (Thuật toán di truyền) để tối ưu hóa và tính đến khối lượng lò xo gia tốc và chuyển vị tương đối giữa khối lò xo và lốp xe Đánh giá rung động truyền từ đường hồ sơ cho người lái xe hoặc hành khách trong một chiếc xe đang di chuyển có được thực hiện bởi Kuznetsov et al Bài báo của Chi et al trình bày một nghiên cứu so sánh về ba thuật toán tối ưu hóa, đó là Thuật toán di truyền (GA), Tìm kiếm mẫu Thuật toán (PSA) và Chương trình bậc hai tuần tự (SQP), để tối ưu hóa thiết kế hệ thống treo xe dựa trên mẫu xe tứ quý Uys et al đã tạo ra một chiếc Land Rover Mô hình bảo vệ trong MSC ADAMS và bộ giảm chấn lò xo cài đặt đã được xác định để đảm bảo sự thoải mái khi đi xe tối ưu của một chiếc xe địa hình ở các tốc độ khác nhau và trên các hồ sơ đường bộ Mô hình ô tô đầy đủ 7 DOF đã được phát triển và tối ưu đã đạt được sự thoải mái khi đi xe bằng cách thử các lò xo khác nhau cài đặt van điều tiết bằng DOE(Design Of Experiments) của Mostaani et al Đường bề mặt đã được mô phỏng bằng cách sử dụng mật độ phổ công suất (PSD) và người ta thấy rằng độ cứng của lò xo ô tô là lớn nhất nhạy cảm Gia tốc RMS và góc nghiêng cho tối ưu cài đặt ở các tốc độ khác nhau đã được tạo và chỉ có sự thoải mái khi đi xe mới được tối ưu hóa Marzbanrad et al thực hiện tối ưu hóa hệ thống treo thụ động trên mô hình 7- DOF trong MATLAB sử dụng DoE cho tốc độ từ 60 kmph đến 90 km/giờ Trong công việc này, một phần tư giàn thử xe đã được phát triển để thay đổi các tham số có ảnh hưởng trong phạm vi lấy mẫu được xác định trước Bộ thử nghiệm đã được tích hợp với hệ thống NI LabVIEW DAQ để đánh giá và đồng hóa dữ liệu thô Sau đó, phương pháp DoE đã được thực hiện để tối ưu hóa hệ thống treo Bài viết này đã được tổ chức theo cách sau: một mô tả ngắn gọn về sự phát triển gần đây trong lĩnh vực quy trình hiệu suất treo, RC và Tối ưu hóa được đưa ra trong Phần 1 Phần 2 mô tả thí nghiệm kỹ thuật thiết lập và đo lường được sử dụng để tích lũy của dữ liệu thô Phần 3 tập trung vào quá trình tối ưu hóa khi Sprung Mass :khối lượng bung ĐAQ (Data acquisition: thụ thập dữ liệu) Unsprung mass :không có lò xo Spring and damper :Lò xo và giảm chấn Cam: Trục Cam Controller :Bộ điều khiển Hình 1: Giàn thử ¼ xe sử dụng DoE Phần 3.1 bao gồm tối ưu hóa bằng cách sử dụng đầy đủ phương pháp giai thừa; trong đó ba thông số cơ bản hệ thống treo bao gồm: là khối lượng lò xo (𝑚), độ cứng của lò xo (ks), và hệ số giảm chấn (cs) Ba tham số nữa đã được thêm vào và sử dụng phương pháp giai thừa phân để tối ưu hóa RC(radio controller), do đó xem xét sáu tham số, tức là khối lượng lò xo (𝑚), độ cứng lò xo (ks), giảm chấn hệ số (cs), góc khum (cma), áp suất, độ chụm và lốp (đánh máy) Sau đó, Phần 4 giải thích phương pháp trả lời tối ưu hóa và mô hình được tạo ra Việc xác minh của kết quả và các nhận xét kết luận đã được đề cập trong Phần 5 và 6, tương ứng 2 Giàn thử nghiệm hệ thống treo ¼ oto Để nghiên cứu hành vi đình chỉ trong kiểm soát môi trường và để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau và tương tác của họ qua RC, bài kiểm tra một phần tư hệ thống treo ô tô được thiết kế và phát triển như trong Hình 1 Nguồn kích thích là một biên dạng va đập hình sin và bánh xe Biên dạng CAM được kích hoạt với một động cơ để mô phỏng tương đối chuyển động giữa mặt đường và bánh xe Một điều khoản để thay đổi tham số trong quá trình lấy mẫu được xác định trước phạm vi đã được kết hợp Hai gia tốc kế có độ nhạy cao, của ICP (IEPE) chế tạo (model: 351B03), đã được gắn vào khối lò xo và cụm bánh xe để đo gia tốc của lò xo có khối lượng và lò xo không khối lượng, tương ứng, và theo tiêu chuẩn ISO 2631-1:1997, RC được thể hiện dưới dạng gia tốc RMS của khối lò xo tính bằng m/s2 Reflector: Ăng ten phản xạ Ultrasonic Sensor: cảm biến sóng siêu âm FIGURE 2: GIàn thử ¼ hệ thống treo - View ngang Toàn bộ hệ thống đã được tích hợp NI LabVIEW hệ thống thu thập dữ liệu Việc gắn cảm biến gia tốc trên các tay điều khiển được được thực hiện giải thích các vấn đề liên quan đến lý thuyết và các khía cạnh phân tích của hiệu chuẩn cảm biến, thu thập dữ liệu và xác định lỗi và, theo góc nhìn của tác giả, toàn bộ hệ thống đã được tích hợp với dữ liệu NI LabVIEW hệ thống thu thập và vị trí của các cảm biến được hiển thị trong Hình 2 3 Thiết kế thí nghiệm DoE là một kỹ thuật thống kê được sử dụng trong công việc này để xác định các tham số có ảnh hưởng khác nhau ảnh hưởng đến phản ứng, điều đó là, RC và cài đặt của các tham số đó để tối ưu hóa hiệu suất Mối quan hệ thực nghiệm giữa các yếu tố cũng đã được rút ra ở dạng phương trình bằng cách sử dụng khái niệm phân tích hồi quy, trong đó mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố và phản ứng thống kê DoE định lượng các hiệu ứng, biến thể và sự không chắc chắn trong xử lý và chuẩn hóa dữ liệu trên một quy mô chung theo thứ tự để hỗ trợ cho việc phân tích 3.1 Phân tích DoE giai thừa đầy đủ với ba thông số TRONG phần này, ba biến cơ bản bung khối lượng, độ cứng của lò xo và hệ số tắt dần được xem xét để tối ưu hóa hệ thống treo để tăng cường RC của phương tiện giao thông Với mục đích xác định phạm vi lấy mẫu, một Lỗi SAE BAJA được lấy làm tài liệu tham khảo Theo đó, các lò xo và bộ giảm chấn mềm nhất và cứng nhất hiện có tại thị trường Ấn Độ đã được coi là cực đoan của phạm vi lấy mẫu và một phần tư tổng khối lượng của một lỗi đã được xem xét và khối lượng lò xo đã được quyết định là FIG 1: Full factory design: thiết kế giai thừa đầy đủ FIG 2: Bảng 2: Mức độ ảnh hưởng của các tham số trong thiết kế giai thừa đầy đủ Hệ số Thấp (−1) Cao (+1) Độ cứng của lò xo (ks), N/mm Hệ số giảm chấn (cs), N-s/m Khối lượng (𝑚), kg Tốc độ (𝑁), vòng/phút thay đổi trong khoảng từ 40 kg đến 80 kg trong thiết bị thử nghiệm Tốc độ của phương tiện ở đây xác định tần số kích thích thân xe gặp phải Trong khi thiết kế này thí nghiệm, tốc độ của chiếc xe không được coi là một biến được kiểm soát bởi vì nó phụ thuộc hoàn toàn vào nguyện vọng của người dùng Tuy nhiên, do tác động đáng kể của nó đối với phản ứng, đó là, RC, nó là cần thiết để sắp xếp cho loại bỏ sự biến đổi do ảnh hưởng của nó Vì vậy, phép quay tốc độ của bánh xe được kết hợp trong hai khối Mohan et al đã phỏng đoán rằng di chuyển gập ghềnh đó cho một xe có thể xảy ra trong phạm vi tốc độ từ 10 kmph đến 20 kmph Do đó, người ta đã quyết định thay đổi tốc độ quay của cam từ 150 vòng/phút đến 250 vòng/phút Sự giảm xóc của vòng bi, lốp xe, và cơ thể đủ nhỏ để không được xem xét Vì chỉ có ba biến đã được xem xét cho tối ưu hóa, cách tiếp cận giai thừa đầy đủ đã được thực hiện Trong cách tiếp cận này, không xảy ra hiệu ứng răng cưa hoặc gộp giữa các tham số Đối với hai cấp độ của mỗi yếu tố, thiết kế được ký hiệu là 2𝑘 thiết kế giai thừa đầy đủ trong đó 𝑘 là số yếu tố trong nghiên cứu Phương pháp này chiếm ảnh hưởng của tất cả các tương tác và để giảm sự thay đổi trong thiết kế; tất cả các lần chạy được sao chép hai lần do đó dẫn đến trong 16 lần chạy Theo Montgomery, một rủi ro hiển nhiên khi tiến hành một thử nghiệm chỉ có một lần chạy ở mỗi lần kết hợp thử nghiệm là mô hình được trang bị để chống ồn và với chỉ có một bản sao trong thiết kế, lỗi thuần túy và thiếu phù hợp không thể được ước tính Thí nghiệm được thực hiện bởi xem xét hai cấp độ cho mỗi yếu tố cùng với hai khối cho tốc độ Trong một thiết kế bị chặn sao chép, mỗi bản sao của thiết kế được xem xét trong một khối và các tính năng thiết kế được mô tả trong Bảng 1 và 2 Thử nghiệm được thực hiện theo ma trận thiết kế trực giao được tạo trong MINITAB và các giá trị RC tương ứng được lập bảng như trong Bảng 3 Rõ ràng từ Bảng 3, các giá trị RMS của khối lượng lò xo gia tốc thay đổi từ 0,285 m/s 2 đến 1,38 mét/giây 2 ISO2631- 1:1997 chỉ rõ rằng gia tốc khối lượng lò xo trên 0,315 m/s 2 là một chút khó chịu trong khi ở trên 0,5 mét/giây 2 là khá khó chịu cho một hành khách Vì thế Bảng 3: Bảng quan sát: thiết kế giai thừa đầy đủ Speed: Tốc độ 𝑚 : khối lượngS Ks: độ cứng Cs: độ giảm chấn RC : Regression coefficient Mục đích chính của công việc này là để có được sự kết hợp tối ưu của các thông số hệ thống treo để hạn chế cường độ của gia tốc khối lò xo dưới 0,315 m/s 2 3.1.1 Phân tích hồi quy Phân tích hồi quy là khoa học về khớp các đường thẳng với các mẫu dữ liệu Trong hồi quy tuyến tính mô hình, biến phụ thuộc (RC trong trường hợp này) được dự đoán từ các biến độc lập “𝑛” (ở đây là ks, cs và 𝑚) bằng cách sử dụng phương trình tuyến tính và phần dư được tính toán để có được ước tính sai số trong mô hình Trước khi tiến hành phân tích, trước hết mô hình được giảm và các tham số không cần thiết và không đáng kể có mặt trong mô hình được loại bỏ Sự hiện diện của các tham số không đáng kể làm tăng sai số sai lệch và giảm độ chính xác và đầy đủ của mô hình hệ số ước lượng bảng và biểu đồ Pareto đã được tạo cho việc này mục đích Bảng hệ số đưa ra ảnh hưởng định lượng của từng tham số trên phản hồi được tính toán bằng cách xem xét ảnh hưởng trung bình của các tham số còn lại Bảng 4 cho giá trị hiệu ứng của hệ số giảm chấn là 0,4125, cho thấy rằng nó có tác dụng cao nhất đối với RC Ở đây, độ cứng và bung khối lượng riêng lẻ không đáng kể đối với RC vì tương ứng của chúng 𝑃 giá trị là 0,190 và 0,094, lớn hơn 0,05 Cũng, biểu đồ Pareto về các hiệu ứng được sử dụng để xác định cường độ và tầm quan trọng của hiệu ứng trực quan được thể hiện trong Hình 3 Có một đường tham chiếu trên biểu đồ tương ứng với giá trị 𝑡 tới hạn (𝑡 = 2,306) và bất kỳ hiệu ứng nào vượt quá giá trị này dòng tham chiếu là đáng kể Hình 3 cho thấy hệ số giảm chấn và tương tác của ba biến là đáng kể; vì thế các thông số như khối lượng và độ cứng không thể bỏ qua thậm chí sau khi cá nhân không đáng kể Bảng 4: Bảng hệ số ảnh hưởng: thiết kế giai thừa đầy đủ Coef : hệ số Constant :Hằng số: 0,67438 0,03624 18,61 0,000 Block :Khối: −0,06437 0,03624 −1,78 0,114 Biểu đồ Pareto về các hiệu ứng được tiêu chuẩn hóa (phản hồi là RC, alpha = 0,05) Standardized effect : Hiệu ứng chuẩn hóa Hình 3: Biểu đồ Pareto: thiết kế giai thừa đầy đủ 3.1.2 Mức độ phù hợp Bây giờ, mô hình của RC có thể được phân tích để kiểm tra tính đầy đủ và phù hợp của nó Ba số liệu thống kê được sử dụng trong hồi quy Bình phương nhỏ nhất thông thường để đánh giá mức độ phù hợp của mô hình: 𝑅-Bình phương, sai số chuẩn (𝑆) và 𝐹-test tổng thể Kể từ đây, các thuật ngữ thống kê như sai số chuẩn, hệ số xác định, và các giá trị dự đoán được tính toán cho phản ứng như trong Bảng 5 𝑆 là viết tắt của lỗi tiêu chuẩn và là 0,145 cho mô hình Đó là ước tính độ lệch chuẩn của tiếng ồn thực sự; nghĩa là, các biến thể trong phản ứng không được giải thích bởi người mẫu Giá trị của 𝑆 càng nhỏ thì càng lớn sự gần gũi của các phản ứng thử nghiệm với dòng được trang bị và độ chính xác của mô hình Giá trị 𝑅-Squared (hệ số xác định) là 87,42%, ước tính giải thích sự thay đổi trong mô hình và xác định mức độ chặt chẽ một chức năng nhất định phù hợp với một bộ dữ liệu thử nghiệm cụ thể 𝑅- Giá trị điều chỉnh bình phương, 76,41%, được đánh giá có thể cảm nhận được sự khác biệt giữa các giá trị của 𝑅-Squared và 𝑅-Squared điều chỉnh ở đây cho thấy rằng một số tham số có ảnh hưởng có thể chưa được xem xét cho phân tích này Cùng với điều này, giá trị PRESS trong mô hình là 0,672, tương đối lớn hơn giá trị lý tưởng Tương tự giá trị dự đoán 𝑅-Squared là 49,68%, mô tả rất khả năng dự đoán thấp và mô hình không thể tính đến cho sự thay đổi trong mô hình Do đó, người ta đã phỏng đoán rằng, ngoài các thông số chính, các yếu tố khác là có khả năng ảnh hưởng đến phản ứng và có thể được đưa vào thiết kế Do đó, nó đã được quyết định để chỉ đạo các thông số hình học được xem xét cùng với lốp xe áp suất và có được một thiết lập của tất cả các thông số để giảm thiểu RC 3.2 Phân tích DoE phân số giai thừa với sáu thông số Phần này đề cập đến việc xác định những người có ảnh hưởng khác các tham số và sau đó tối ưu hóa RC bằng cách sử dụng phân số phương pháp giai thừa Quá trình này bao gồm nhiều tài liệu khảo sát và nghiên cứu về động lực học của xe học lái hình học tiết lộ rằng sự liên kết và định hướng của bánh xe và các liên kết treo cũng đóng một vai trò quan trọng trong thay đổi diện tích tiếp xúc tại giao diện lốp-đường một như vậy tham số là camber lốp xác định hướng dọc theo đó phản ứng bình thường được tạo ra ở mặt đường lốp xe giao diện được chuyển đến thân xe Một khía cạnh khác của hình học lái, cụ thể là độ chụm, cũng được cho là có tác động sâu sắc đến sự ổn định hướng và khả năng tự duỗi thẳng của ô tô khách phổ thông Nó có đã được đề cập trong SAE J670e [1] rằng độ chụm xác định độ lớn và hướng của các lực bên tác dụng lên cụm bánh xe trong điều kiện động Việc tạo ra các lực cần thiết để bắt đầu lượt, để hạn chế phương tiện ở góc trượt bên chính xác, và để trả nó về tình trạng chạy thẳng là vai trò của lốp xe Hơn nữa, vì lốp xe được làm bằng cao su, một phần đàn hồi, lốp xe tương tự như lò xo Pillai [22] đã tuyên bố rằng độ cứng của lốp xe có khả năng ảnh hưởng đến bản chất của các rung động truyền đến xe và khi độ cứng của lốp được cho là một chức năng trực tiếp của áp suất lốp, nó đã được quyết định để kết hợp góc khum, độ chụm và áp suất bơm lốp giữa các tham số 3.2.1 Thiết kế thừa số phân số Khi số lượng tham số tăng lên 6, trong phần tiếp theo của bài viết này, phương pháp thừa số phân số đã được thực hiện để tạo và phân tích thiết kế bằng cách xem xét 2 cấp độ của sáu tham số ảnh hưởng Thiết kế giai thừa phân số là một thay thế hiệu quả cho thiết kế giai thừa đầy đủ Ở đây, thiết kế giai thừa phân số được chọn bằng cách xác định trình tạo thiết kế sao cho nó giảm thiểu hiệu ứng răng cưa trong thiết kế tùy thuộc vào độ phân giải được chọn Ở đây, để có được một thiết kế giai thừa phân số 26−2, (1/4) phân số của 26 thiết kế yêu cầu 2 trình tạo thiết kế được xác định là 𝐸 = 𝐴𝐵𝐶 và 𝐹 = 𝐵𝐶𝐷 Bây giờ, những lần chạy đó được chọn đưa ra cùng một dấu hiệu cho các trình tạo và cột nhận dạng Do đó, quan hệ xác định, là tập hợp tổng của tất cả các trình tạo thiết kế, có thể được đưa ra như: 𝐼 + 𝐴𝐵𝐶𝐸 + 𝐴𝐷𝐸𝐹 + 𝐵𝐶𝐷𝐹, (1) trong đó 𝐴, 𝐵, 𝐶, 𝐷, 𝐸 và 𝐹 là các tham số và 𝐼 biểu thị cột nhận dạng Dựa trên mối quan hệ xác định, cấu trúc bí danh là thu được trong đó mô tả các hiệu ứng gây nhiễu trong một thiết kế Bí danh hoặc gây nhiễu trong một thiết kế xảy ra khi ước tính of an effect bao gồm ảnh hưởng của một hoặc nhiều hiệu ứng khác Các cấu trúc bí danh của thiết kế này cho thấy rằng tất cả các các hiệu ứng bị nhầm lẫn với các hiệu ứng bậc ba và bậc năm nhưng không có hiệu ứng chính nào được đặt bí danh với bất kỳ hiệu ứng chính nào khác Các hiệu ứng bậc hai bị nhầm lẫn với thứ hai cũng như hiệu ứng bậc bốn và bậc sáu và tất cả bậc ba tác dụng lẫn lộn với nhau Do đó, các Thiết kế độ phân giải IV đã được chọn vì nó không gây nhiễu cho hiệu ứng chính với các tương tác hai yếu tố Bảng 6 cho thấy tóm tắt tổng thể của phân số thiết kế giai thừa thu được theo các cuộc thảo luận ở trên và hai cấp độ của tất cả 6 yếu tố đã được thể hiện trong Bảng 7 Một thiết kế khối hoàn chỉnh ngẫu nhiên đã được xây dựng với hai lần lặp lại và khối, và thử nghiệm đã được thực hiện tương ứng như thể hiện trong Bảng 8 3.2.2 Phân tích hồi quy Đánh giá bản chất ảnh hưởng của từng tham số trong phản hồi, hệ số ảnh hưởng bảng đã được tạo ra như thể hiện trong Bảng 9 Bảng 8: Ma trận DoE: thiết kế giai thừa phân đoạn Bảng 9: Ảnh hưởng và hệ số đối với RC: giai thừa phân số Có thể quan sát thấy từ Bảng 9 rằng giá trị SE Coef của 0,01647 thấp hơn nhiều so với giá trị thu được khi xem xét ba tham số Đây là một dấu hiệu trực tiếp Bảng 10: Thống kê hồi quy: thiết kế giai thừa phân số lỗi còn lại trong việc đánh giá hệ thống đã được giảm thiểu sau khi xem xét các tham số bổ sung Hơn nữa, tất cả các thông số cá nhân khác với áp suất lốp được tìm thấy trở nên đáng kể Trong trường hợp trước, trong khi lấy ba các yếu tố, ảnh hưởng của các yếu tố tiếng ồn gây ra các cá nhân ảnh hưởng của các tham số như khối lượng và độ cứng của lò xo là có mây Điều này càng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn của các biến có ảnh hưởng trong quy trình tối ưu hóa DoE Một nhận thức trực quan về điều tương tự có thể bắt nguồn từ Biểu đồ Pareto phân định rõ ràng mức độ quan trọng và ảnh hưởng không đáng kể, như thể hiện trong Hình 4 Giá trị 𝑡 tới hạn là 2,07 Áp suất lốp không đáng kể riêng lẻ nhưng nó không thể bị bỏ qua vì các tương tác của nó là có ý nghĩa Biểu đồ Pareto thu được cũng phù hợp với Nguyên tắc di truyền-hiệu ứng, phát biểu rằng, đối với một tương tác có ý nghĩa, thì ít nhất một trong các yếu tố gốc của nó phải là có ý nghĩa Sau khi giảm mô hình của RC xuống mức đáng kể các biến, mô hình được kiểm tra mức độ phù hợp bằng đánh giá số liệu thống kê 𝑅 sq trong Bảng 10 Giá trị 𝑆 thu được ở đây là 0,093 tương đối nhỏ hơn và chiếm độ chính xác cao hơn của kết quả người mẫu Giá trị cao của 𝑅-Squared, nghĩa là 96,21% và độ gần của 𝑅-Bình phương và 𝑅-Bình phương đã điều chỉnh (94,66%) được mô tả trong Bảng 10 xác nhận sự phù hợp của mô hình NHẤN và các giá trị bình phương 𝑅 dự đoán đưa ra ý tưởng về mô hình khả năng dự đoán và giá trị của PRESS ở đây nhỏ hơn, nghĩa là 0,0403, so với khi xem xét ba yếu tố Tương tự, dự đoán 𝑅-Squared là 91,98% Giá trị cao hơn của dự đoán 𝑅-Squared cho thấy khả năng dự đoán tốt hơn và khác biệt không đáng kể giữa 𝑅-Bình phương đã điều chỉnh và 𝑅- Bình phương chỉ ra rằng mô hình không quá phù hợp Biểu đồ xác suất thông thường cho RC, tại Hình 5(a), chỉ ra sự hiện diện của một ngoại lệ có thể bỏ qua, khi có liên quan đến tác động của nó đối với mô hình Trong phân tích này, sự phân phối của phần dư trên đường zero tuân theo một đường cong hình chuông, nhưng sự hiện diện của một số điểm ngoại lệ ở cực bên trái và bên phải làm cho nó hơi lệch Các đồ thị so sánh phù hợp, tại Hình 5(b), hiển thị một giá trị ngẫu nhiên và bằng nhau phân phối mà không có bất kỳ mẫu thông thường nào cho cả hai phản hồi cho thấy phần dư có phương sai không đổi trong suốt dữ liệu Đồ thị ở Hình 5(d) là đồ thị so với biểu đồ thứ tự là biểu đồ của phần dư theo trình tự thời gian Các biểu đồ được sử dụng để phát hiện mối tương quan giữa các phần dư Lý tưởng nhất là phần dư trên đồ thị sẽ rơi ngẫu nhiên vào khoảng đường trung tâm Không có mô hình mạnh mẽ nào được quan sát thấy trong so với các ô đặt hàng cho RC biểu thị biến thể ngẫu nhiên trong dữ liệu thực nghiệm Do đó, phần dư được coi là thời gian độc lập và không tương quan trong phân tích 3.2.3 ANOVA ANOVA, nghĩa là Phân tích phương sai, giải thích sự thay đổi trong giá trị trung bình và phương sai của phần dư, có tính đến mức độ tự do cho mỗi Biến đổi Bảng ANOVA được tạo cho RC được hiển thị trong Bảng 11 Trong ANOVA, tổng bình phương định lượng tổng số biến thể trong dữ liệu và được chia thành hai phần, Seq SS (tổng bình phương tuần tự) và Adj SS (tổng đã điều chỉnh của hình vuông) Sự bình đẳng của cả hai điều khoản này xác nhận tính trực giao của thiết kế Bình phương trung bình còn lại (MS) của phương pháp điều trị là một ước tính không chệch của phương sai Giá trị 𝑃 thấp hơn cung cấp bằng chứng mạnh mẽ hơn chống lại null giả thuyết; nghĩa là, đối với giá trị 𝑃 nhỏ hơn 0,05, ảnh hưởng của yếu tố được gọi là đáng kể và giả thuyết không có thể được vật bị loại bỏ Theo đề xuất của giá trị 𝐹 và giá trị 𝑃 trong Bảng 9, tốc độ quay, được xem xét trong một khối, là có ảnh hưởng đáng kể Sự thiếu phù hợp của mô hình cũng được kiểm tra bằng cách sử dụng 𝐹-test Để có được sự thiếu ước tính phù hợp, nhân rộng của mô hình là bắt buộc Có hai phần của thuật ngữ lỗi trong mô hình, lỗi thuần túy và lỗi sai lệch Lỗi do các biến thể trong các bản sao xung quanh giá trị trung bình của chúng được gọi là lỗi thuần túy; TRÊN mặt khác, lỗi thiên vị là do sự thay đổi của các giá trị trung bình xung quanh dự đoán mô hình Lý tưởng nhất là tỷ lệ 𝐹 thiếu sự phù hợp không nên có ý nghĩa đối với mô hình để mô tả mối quan hệ chức năng giữa các yếu tố thí nghiệm và Phản hồi Đối với mô hình, trong Bảng 11, giá trị 𝑃 thiếu phù hợp là 0,178, lớn hơn mức ý nghĩa 0,05 Điều này cho thấy tầm quan trọng của nó, từ đó mô tả đồ đạc và độ tin cậy của mô hình được tạo ra Ngoài ra phương sai của lỗi mô hình, nghĩa là thiếu sự phù hợp và lỗi sao chép, nghĩa là, các giá trị lỗi thuần túy cho mô hình RC, là 0,01253 và 0,00724, tương ứng, mà là rất không đáng kể và nó chỉ ra rằng thí nghiệm có khả năng tái sản xuất tốt 3.2.4 Mô hình với sáu biến Một khi tất cả các giả định đã được xác minh và hợp nhất và sự phù hợp của mô hình là thu được, một mô hình thử nghiệm giải thích hành vi mối quan hệ giữa tất cả hệ thống treo đã chọn và hệ thống lái thông số hình học được hiển thị trong RC = −0,210200 × typ − 2,18875 × cma + 1,56250𝐸 − 05 × ks − 0,00140196 × cs − 0,0257500 × độ chụm − 0,0558750 × 𝑚 + 0,05550 × typ × cma + 0,001700 × loại × 𝑚 − 0,1900 × 𝑁 + 8,61814 4 Tối ưu hóa phản hồi Sau khi thực nghiệm và phân tích thống kê, mô hình hồi quy cho các câu trả lời mong muốn được tạo ra trong các điều khoản của các tham số có ảnh hưởng, tạo ra một giá trị của phản ứng theo tập hợp các yếu tố đã cho Khi giá trị phản hồi được mong muốn xung quanh phạm vi do người dùng chỉ định và sự kết hợp của nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau là cần thiết để tạo ra phản ứng tối ưu tương ứng, phương pháp phản ứng tối ưu hóa được áp dụng Trong đó, giá trị mong muốn nhất của phản ứng có thể theo tất cả các hạn chế hoặc điều kiện là đạt được Để phục vụ mục đích, trình tối ưu hóa phản hồi, một phần mềm chức năng trong MINITAB, được sử dụng Nó tạo ra sự kết hợp của các biến đưa ra giải pháp tối ưu, dựa trên mục tiêu tối ưu hóa, phạm vi, trọng số và tầm quan trọng tương đối như được chỉ định bởi người dùng Mô hình phải phù hợp với tất cả các câu trả lời riêng biệt, sẽ được triển khai trong trình tối ưu hóa phản hồi Các phản hồi có thể được giảm thiểu, tối đa hóa hoặc được nhắm mục tiêu theo mục tiêu của tối ưu hóa RC được đo bằng Gia tốc RMS của khối lò xo và cải thiện theo giá trị của nó giảm; do đó phản ứng sẽ được giảm thiểu để có được một mức độ thoải mái cao Theo khuyến nghị của tiêu chuẩn ISO 2631-1:1997, RC phải nhỏ hơn 0,5 m / s 2, vì vậy giá trị mục tiêu cho RClà 0,3 m/s2 và giá trị trên là 0,6 m/s2 một tương tácbiểu đồ tối ưu hóa trong Hình 6 cũng được cung cấp bởi phản hồitrình tối ưu hóa hiển thị cài đặt hệ số tối ưu (giá trị màu đỏ) và các giá trị phản hồi (màu xanh lam) cùng với mong muốn tương ứng (Các) giá trị dự đoán của (các) phản hồi có thể được tính toán tại một thiết lập quan tâm cụ thể cho một hoặc nhiều yếu tố và độ nhạy cảm của các yếu tố có thể được xác định Khi một hoặc nhiều đầu vào các yếu tố được thay đổi sang một cấp độ mới, các đồ thị của mong muốn được vẽ lại và các phản ứng và mong muốn được dự đoán là tính toán lại Mô hình cho khả năng tăng tốc RMS tối ưu của 0,2663 mét/giây 2 ở sự kết hợp tối ưu của áp suất lốp của 35 psi, góc khum 3 độ, độ chụm 10 mm, độ cứng lò xo 18000 N/m, và van điều tiết của hệ số giảm chấn 673 N-s/m với khối lượng 41 kg 5 Kết quả và Xác minh Cài đặt tối ưu cho tất cả các yếu tố giúp giảm thiểu Tăng tốc RMS, tức là cải thiện RC đến mức tối ưu mức, được thể hiện trong Bảng 12 Cài đặt tối ưu này thu được là được xác minh lại bằng cách thực hiện kết hợp trên thiết bị kiểm tra và giá trị thực nghiệm của RC được tìm thấy là 0,302 m/s 2 so với giá trị lý thuyết là 0,2663 m/s 2 6 Kết luận Trong công trình này, thí nghiệm được thực hiện bằng kết hợp các kết hợp khác nhau của các tham số trên giàn thử nghiệm được phát triển, để mô phỏng hành vi thời gian thực của hệ thống treo của xe Nó có thể được kết luận điều khoản về gia tốc RMS của khối lượng lò xo trong xe, không thể được tối ưu hóa thành công bằng cách chỉ kiểm soát lò xo độ cứng, hệ số tắt dần và khối lượng lò xo Các các góc hình học lái, nghĩa là, khum và độ chụm với áp suất lốp, ảnh hưởng đáng kể đến hành vi đi xe của một chiếc xe cùng với các thông số hệ thống treo sơ cấp Ngoài ra, người ta thấy rằng phương pháp giai thừa phân số của tối ưu hóa làm giảm đáng kể số lần chạy với sự thỏa hiệp không đáng kể trong kết quả, như việc áp dụng phương pháp giai thừa đầy đủ chỉ giới hạn trong các thử nghiệm trong đó số lần chạy là nhỏ Sau đó, mô hình thử nghiệm cho RC và tối ưu hóa sự kết hợp của sáu tham số có ảnh hưởng đã thu được sau khi phân tích hồi quy của dữ liệu thu được, một lần nữa được xác minh trên giàn thử nghiệm Vì các câu trả lời đã được xử lý với hình dạng đường của một vết sưng, có thể được coi là bộ giá trị được tối ưu hóa sẽ mang lại một chuyến đi rất thoải mái như xa như những con đường bình thường được coi là Lợi ích cạnh tranh Nhiều tác giả tuyên bố rằng họ không có hứng thú với việc cạnh tranh Sự nhìn nhận Các tác giả rất biết ơn MESCOE-NI LabVIEW phòng thí nghiệm Học viện, Khoa Cơ khí, MES's College of Engineering, Pune, Ấn Độ, vì đã cung cấp cơ sở xét nghiệm cần thiết