整体式转向梯形优化软件设计(附件)
整体式转向梯形的优化是一个对有约束条件的非线性函数进行寻优的过程。本文通过对汽车转向系整体式转向梯形机构的运动学分析和转向梯形参数的优化方法的深入研究，提出了用计算机进行转向梯形机构优化设计的思路。本文用Visual Basic软件，开发了一套能够准确、快速、方便地进行整体式转向梯形优化的软件并进行了实例计算，此方法为汽车整体式转向梯形机构设计提供了一种捷径。优化结果表明通过优化，转向梯形机构得到了改进，并证明了优化方法的可行性。关键词 汽车，整体式转向梯形，运动学分析，优化设计，VB
目 录
1.引言 1
1.1课题背景及意义 1
1.2 汽车优化设计的发展历程与关键性技术 1
1.3 Visual Basic 简介 2
2.整体式转向梯形优化设计 4
2.1解析阿克曼原理 4
2.2图解Ackerman梯形机构 5
2.3传统作图法具体步骤 6
2.3.1解析法求理想曲线 6
2.3.2 作图法求实际曲线 7
2.4求解m和γ 8
2.5整体式转向梯形优化设计 9
2.5.1优化设计目标函数 9
3.程序编写与设计 12
3.1流程图设计 12
3.2优化设计的界面与程序说明 14
3.2.1运行步骤： 14
3.2.2界面展示 14
3.2.3程序说明 17
4.计算实例 17
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A：源代码 23
1.引言
1.1课题背景及意义
国内经济的井喷式增长，使得全国各个行业迅猛发展，同时汽车行业也迎来一个发展的高峰。如今国内的汽车消费者对汽车的性能和安全要求越来越高，汽车品牌也越来越多，这让消费者的选择也越来越多样化。在这样的大环境下，汽车企业必须要不断出新产品，不断完善自己的品牌以获得消费者的青睐。由于近些年计算机辅助设计的出现，汽车设计方法有了新的改革，进入了一个崭新的篇章。目前，国外的许多有名的汽车企业用计算机辅助设计使其 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
产品的质量与设计效率得到了很大的提高，对产品的不断更新换代起到促进作用，经过优化的产品在市场明显比没有优化的成品占优势。运用计算机进行汽车相关的最优化设计，对整个汽车行业产生了十分深刻的影响，这一技术的出现使许多过去无法解决的问题，获得了重大突破，可以说这是机械设计领域里的一场风暴。优化设计作为一种新兴的技术，尽管目前还不很成熟与完善，但是正在日益广泛的受到人们的重视。我国近些年已经逐渐跟上了国外的脚步，逐步完善了我们自己的优化设计体系。在汽车领域，已经拥有了自己的汽车品牌，但是还是有一些核心科技需要进口。但我相信通过国人的不断努力，这点差距还是可以追上的，并且在不久的将来超越他们。
汽车的转向梯形对于汽车的工作状况，例如汽车的安全性等诸多方面具有重要的实际意义，以前技术人员往往通过FORTRAN、C++等汇编语言，利用惩罚函数法等现代设计理论的方法来进行最优化设计；但限于没有标准的子程序可以调用，制作者往往将自己编好的程序逐条敲入计算机，然后进行调试，最后进行最优化设计，这样的程序当其中任何一条语句有了毛病，甚至调试不当，那可能导致很严重的后果。
本论文运用VB 软件为优化工具，利用计算机编写程序，给用户提供可操作的界面。使整体式转向梯形机构设计更加合理，以此来延长轮胎使用年限，确保汽车操纵的轻便性和车身的稳定性。
1.2 汽车优化设计的发展历程与关键性技术
优化设计是20 世纪60 年代初发展起来的一门新学科，它是将最优化原理和计算机
技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新的设计方法，人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。传统设计方法只是被动地重复分析产品的性能，而不是主动地设计产品的参数。作为一项设计不仅要求方案可行、合理，而且应该是某些指标达到最优的理想方案。虽然设计中的优化思想在古代设计中就有所体现，但直到直至20 世纪60年代，电子计算机技术的迅速发展，优化设计才有条件日益发展起来。近年来，优化设计在汽车设计中的应用也越来越广，汽车零部件的优化设计，各系统的优化匹配等在近十几年也有很大发展，各种减速器的优化设计、万向传动和滚动轴承的优化设计以及轴、弹簧、制动器等的结构参数优化等都得到了广泛研究。另外，近年来发展起来的计算机辅助设计，在引入优化设计方法后，使得在设计过程既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可以加快设计速度，缩短设计周期。把优化设计方法与计算机辅助设计洁合起来，使设计过程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。
国外在20世纪60年代年代就已经逐步在机械设计领域运用优化设计的思想，一开始只是在一些简单的机构上运用，通过这样的方法逐渐完善优化设计理论，现在已经实现了对机械零部件的内部结构方面的优化。现在的优化设计理论已经逐步完善，在汽车设计方面也得到了很大的应用。尤其在最佳参数选择和优化匹配方面有着不可替代的优势。现今在汽车底盘和汽车车身结构等方面都已经取得了显著的效果。主要进行车载舒适性、减振动系统、发动机悬架等方面的优化设计。 虽然优化设计方法已被广泛应用于汽车结构的设计，但远未涵盖汽车设计的所以领域，已经经过优化设计的项目也不是太完善，需要我们多次试验才能逐步地完善。我国当然也意识到了优化设计的重要性，近些年也在紧锣密鼓的追赶国外，逐步完善自己的优化设计体系。
现今优化设计中的主要问题是：
1、如何正确建立合理的数学模型：现实中的一些具体问题可以通过数学思想来抽象反映。几乎所有数学模型的建立，都需要避开这两方面问题：一方面是不要让其太复杂，致使解答次模型时的失败或加高计算成本。另一方面是又过分简单了，致使解答出的问题不符合设计要求。
目 录
1.引言 1
1.1课题背景及意义 1
1.2 汽车优化设计的发展历程与关键性技术 1
1.3 Visual Basic 简介 2
2.整体式转向梯形优化设计 4
2.1解析阿克曼原理 4
2.2图解Ackerman梯形机构 5
2.3传统作图法具体步骤 6
2.3.1解析法求理想曲线 6
2.3.2 作图法求实际曲线 7
2.4求解m和γ 8
2.5整体式转向梯形优化设计 9
2.5.1优化设计目标函数 9
3.程序编写与设计 12
3.1流程图设计 12
3.2优化设计的界面与程序说明 14
3.2.1运行步骤： 14
3.2.2界面展示 14
3.2.3程序说明 17
4.计算实例 17
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A：源代码 23
1.引言
1.1课题背景及意义
国内经济的井喷式增长，使得全国各个行业迅猛发展，同时汽车行业也迎来一个发展的高峰。如今国内的汽车消费者对汽车的性能和安全要求越来越高，汽车品牌也越来越多，这让消费者的选择也越来越多样化。在这样的大环境下，汽车企业必须要不断出新产品，不断完善自己的品牌以获得消费者的青睐。由于近些年计算机辅助设计的出现，汽车设计方法有了新的改革，进入了一个崭新的篇章。目前，国外的许多有名的汽车企业用计算机辅助设计使其 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
产品的质量与设计效率得到了很大的提高，对产品的不断更新换代起到促进作用，经过优化的产品在市场明显比没有优化的成品占优势。运用计算机进行汽车相关的最优化设计，对整个汽车行业产生了十分深刻的影响，这一技术的出现使许多过去无法解决的问题，获得了重大突破，可以说这是机械设计领域里的一场风暴。优化设计作为一种新兴的技术，尽管目前还不很成熟与完善，但是正在日益广泛的受到人们的重视。我国近些年已经逐渐跟上了国外的脚步，逐步完善了我们自己的优化设计体系。在汽车领域，已经拥有了自己的汽车品牌，但是还是有一些核心科技需要进口。但我相信通过国人的不断努力，这点差距还是可以追上的，并且在不久的将来超越他们。
汽车的转向梯形对于汽车的工作状况，例如汽车的安全性等诸多方面具有重要的实际意义，以前技术人员往往通过FORTRAN、C++等汇编语言，利用惩罚函数法等现代设计理论的方法来进行最优化设计；但限于没有标准的子程序可以调用，制作者往往将自己编好的程序逐条敲入计算机，然后进行调试，最后进行最优化设计，这样的程序当其中任何一条语句有了毛病，甚至调试不当，那可能导致很严重的后果。
本论文运用VB 软件为优化工具，利用计算机编写程序，给用户提供可操作的界面。使整体式转向梯形机构设计更加合理，以此来延长轮胎使用年限，确保汽车操纵的轻便性和车身的稳定性。
1.2 汽车优化设计的发展历程与关键性技术
优化设计是20 世纪60 年代初发展起来的一门新学科，它是将最优化原理和计算机
技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新的设计方法，人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。传统设计方法只是被动地重复分析产品的性能，而不是主动地设计产品的参数。作为一项设计不仅要求方案可行、合理，而且应该是某些指标达到最优的理想方案。虽然设计中的优化思想在古代设计中就有所体现，但直到直至20 世纪60年代，电子计算机技术的迅速发展，优化设计才有条件日益发展起来。近年来，优化设计在汽车设计中的应用也越来越广，汽车零部件的优化设计，各系统的优化匹配等在近十几年也有很大发展，各种减速器的优化设计、万向传动和滚动轴承的优化设计以及轴、弹簧、制动器等的结构参数优化等都得到了广泛研究。另外，近年来发展起来的计算机辅助设计，在引入优化设计方法后，使得在设计过程既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可以加快设计速度，缩短设计周期。把优化设计方法与计算机辅助设计洁合起来，使设计过程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。
国外在20世纪60年代年代就已经逐步在机械设计领域运用优化设计的思想，一开始只是在一些简单的机构上运用，通过这样的方法逐渐完善优化设计理论，现在已经实现了对机械零部件的内部结构方面的优化。现在的优化设计理论已经逐步完善，在汽车设计方面也得到了很大的应用。尤其在最佳参数选择和优化匹配方面有着不可替代的优势。现今在汽车底盘和汽车车身结构等方面都已经取得了显著的效果。主要进行车载舒适性、减振动系统、发动机悬架等方面的优化设计。 虽然优化设计方法已被广泛应用于汽车结构的设计，但远未涵盖汽车设计的所以领域，已经经过优化设计的项目也不是太完善，需要我们多次试验才能逐步地完善。我国当然也意识到了优化设计的重要性，近些年也在紧锣密鼓的追赶国外，逐步完善自己的优化设计体系。
现今优化设计中的主要问题是：
1、如何正确建立合理的数学模型：现实中的一些具体问题可以通过数学思想来抽象反映。几乎所有数学模型的建立，都需要避开这两方面问题：一方面是不要让其太复杂，致使解答次模型时的失败或加高计算成本。另一方面是又过分简单了，致使解答出的问题不符合设计要求。
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