基于区间算法的含不确定性参数车辆动力学研究

真实的车辆系统常面临着含不确定性参数的理论分析问题，关键部件几何尺寸的不确定性、橡胶衬套刚度的不确定性、减振器阻尼的不确定性以及载荷及路面条件不确定性等都是车辆系统动力学分析中不可回避的问题。不确定参数变化尺度范围的增大及不确定参数数量的增多，将导致以确定性理论为基础的分析结果产生较大误差。本项目以含不确定参数的车辆系统为对象，研究不确定参数对车辆系统动力学的影响。主要包括：（1）不确定参数信息的获取方法及理论建模；（2）含不确定参数的动力学分析高效求解算法，主要研究.基于响应面的快速回归及回归系数的区间估计算法,基于Runge-Kutta和HHT的不确定性微分方程的区间算法；（3）含不确定性参数的悬架子系统及整车动力学的动态性能分析与预测；最终形成一套含不确定性参数的车辆动力学设计理论与方法，从而解决含不确定性参数的车辆动力学数值模拟及设计优化问题。

真实的车辆系统常面临着含不确定性参数的理论分析问题，关键部件几何尺寸的不确定性、橡胶衬套刚度的不确定性、弹簧刚度及减振器阻尼的不确定性以及载荷及路面条件不确定性等都是车辆系统动力学分析中不可回避的问题。不确定参数变化尺度范围的增大及不确定参数数量的增多，将导致以确定性理论为基础的分析结果产生较大误差。本项目以含不确定参数的车辆多体系统为对象，研究不确定参数对车辆多体系统动力学的影响。提出了基于Chebyshev级数展的Chebyshev区间扩张函数，可更有效地压缩区间算法的包裹效应；提出了基于Chebyshev区间扩张函数的求解含不确定参数的常微分方程（ODEs）、微分-代数方程（DAEs）的数值方法，并将该方法用于含不确定性多体动力学问题的求解，具有更高的计算精度和效率；提出了基于正交级数展开的混合不确定性分析方法（PCCI），该方法将随机不确定性和区间不确定性纳入统一的框架下进行研究，提出了混合不确定性的评价指标；针对含不确定性参数的悬架子系统、制动子系统及整车动力学进行了动态性能的分析与预测；研究了基于区间不确定性和混合不确定性的稳健优化设计，并在悬架及整车动力学中进行了工程应用研究。针对含不确定性参数的车辆动力学数值模拟及设计优化问题，较为系统地提出了一套含不确定性参数的车辆动力学设计理论与方法。项目执行期间，共发表学术杂志论文17篇，其中10篇被SCI 索引，15篇被EI索引。