VoL.27 No.6 申焱华等：基于稳健设计的非公路汽车转向杆系优化分析 723· 应面模型，采用Matlab优化工具箱，可求取不同 定的冲突时，应利用多目标优化方法对其进行协 权重组合下式(5)的优化值，a(图7).当产品的 调求解， 性能最优与稳健性有一定的冲突时，应综合产品 (3)从系统分析的角度，将传统的机械优化 的制造、装配成本，根据产品的实际需求，选取 (确定性优化)，同基于质量工程的稳健设计封装 合理的，组合，进而求得产品的稳健优化值. 起来进行一体分析，它们之间可以通过软件模 拟，采用Monte Carlo法进行.当模拟的成本很高 0.55 时，如系统需要进行大量模拟时，响应面可以作 为一种替代模型，嵌入到系统中，便于快速理解 0.50 和优化所研究的系统. 星oe 移考文献 [1]Chen W,Allen JK,Mistree F,et al.A procedure for robust de- sign:minimizing variations caused by noise factors and control 0.40 factors.J Mech Des,1996,118:478 [2]Lee K H,Eom I S,Park G J,et al.A study on the robust design 0 0.92 0.96 1.00 1.04 for unconstrained optimization problems.Trans ASME,1994, 均值， 18(11):2825 图7 Pareto优化解 [3】陈立周.稳健设计.北京：机械工业出版社.2000 Fig.7 Pareto optimum solution [4]Shankar S R,Koerner S,Janevic J.Extending synthesis:robust design using ADAMS/Insight.In:Proceedings of DETC'02. 4结论 ASME 2002 Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference.Mont- (1)对本文的转向机构进行优化设计，仅以 real,2002 误差值作为系统的目标，在给定的设计空间，从 [5]Chen W,Raman G,Nestor M.Robust design for improved ve- 全局优化结果来看，OC,OD杆越短，系统性能表 hicle handling under a range of maneuver conditions.n:Pro- ceedings of the 1999 ASME Design Engineering Technical 现越好.可以认为，应该尽量缩小OC的值，以达 Conferences.Las Vegas Neoada,1999 到最优的性能值—一转向误差值最小， [6]Chen W,Wiecek MM,Zhang J.Quality utility-A compromise (2)应用响应面模型对转向机构进行稳健性 programming approach to robust design.ASME J Mech Des. 1999,121(2:179 分析，在相同的干扰因素作用下，杆件OC越长， [)于利磊，唐文勇，张圣坤，等，基于理想点法的双目标结 系统的抗干扰性越好.当性能优化与稳健性有一 构鲁棒设计，上海交通大学学报，2003,37(8)：1193 Optimum analysis on steering rod mechanism of an mine truck based on robust de- sign SHEN Yanhua,ZHANG Wenming",FAN Bailin 1)Civil and Environmental Enginecring School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Mechanical Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT According to the effect of non-deterministic parameters on product performance in the manufacturing and working process,the functional relationship between design variables and steering performance was proposed by the response surface method.The system response disturbed by uncertain factors was simulated.A robust design model of steering mechanism was built up.The optimum value of the system was achieved by using the ideal point approach. KEY WORDS mine truck;robust design;steering mechanism;response surface method如 申众 华 等 垂 于 稳 健设计 的非 公 路汽 车转 向杆系优 化分析 应 面模型 ， 采用 优 化工 具 箱 ， 可求 取 不 同 权 重 组 合 下 式 的优 化 值 ‘ 氏 图 当产 品 的 性 能最优 与稳健性 有 一 定 的冲 突 时 ， 应 综合产 品 的制 造 、 装 配 成 本 ， 根据 产 品 的实 际 需 求 ， 选取 合 理 的 ， 组 合 ， 进 而 求 得 产 品 的稳 健 优 化 值 定 的冲 突 时 ， 应 利 用 多 目标优 化 方法对其进行 协 调求解 从 系 统 分 析 的角度 ， 将传 统 的机械优 化 确 定 性优 化 ， 同基 于 质 量 工 程 的稳 健 设 计 封 装 起 来 进 行 一 体 分 析 ， 它 们 之 间可 以通 过 软 件 模 拟 ， 采用 法 进 行 当模 拟 的成 本 很 高 时 ， 如 系 统 需要 进行 大量 模拟 时 ， 响应 面 可 以作 为一 种 替代模 型 ， 嵌 入 到 系 统 中 ， 便 于 快速 理 解 和 优 化 所研 究 的系 统 参 考 文 献 ︸ 亡︸八尸、 长男雌稠‘ 均值 ， ， 图 代 优 化解 娘 · 廿 结论 对 本 文 的转 向机 构进行 优化 设计 ， 仅 以 误 差值 作为系统 的 目标 ， 在给 定 的 设计 空 间 ， 从 全 局优 化结果 来看 ， ， 口杆 越 短 ， 系统 性 能表 现 越 好 可 以认 为 ， 应 该 尽 量 缩 小 认 的值 ， 以达 到最优 的性 能值－ 转 向误 差 值 最 小 应 用 响应 面 模 型对 转 向机 构进 行 稳 健 性 分 析 ， 在相 同 的干扰 因素 作用 下 ， 杆件 越 长 ， 系统 的抗 干扰 性越好 当性 能优化 与稳 健 性有 一 ， 恤 ， 理 俪 勺 血 ， ， ， ， ， 面 介 ， ， ， 陈立周 稳 健设计 北京 机械工业 出版 社 ， 又 ， 扣山 八。 压 二 ’ ， 七 联比 庄比 卜 ， ， 旧 ， 明 腼 毯 ， ， ， 一 面 习刃 拍 比 之 七 ， ， 于 利 磊 ， 唐 文 勇 ， 张 圣坤 ， 等 基 于 理想 点法 的双 目标 结 构鲁棒设计 上 海交通 大 学学报 ， ， 以 毖社 加 ，，刀侧 不论 ，，厂刁 ，， 四 ， 配 ， ， ， 如 七 ， ， 由 一 了别 ， 朗 如