基于响应面法的燃料电池商用车储氢系统多目标优化设计

作     者：陆文丽 黄伟 许恩永 陈萌竹 兰克俊 LU Wenli;HUANG Wei;XU Enyong;CHEN Mengzhu;LAN Kejun

作者机构：广西大学机械工程学院南宁530004 东风柳州汽车有限公司柳州545000 

基　　金：广西科技重大专项项目(桂科AA22068055 桂科AA22068060 桂科AA22068061) 

出 版 物：《现代制造工程》 (Modern Manufacturing Engineering)

年 卷 期：2023年第5期

页      码：58-64页

摘      要：以某燃料电池商用车储氢系统为研究对象,为提升其抗冲击能力和满足结构轻量化设计要求,利用HyperMesh软件建立储氢系统有限元模型,对其结构进行多目标优化设计。依据GB/T 26990—2011要求对储氢系统进行仿真分析,仿真分析结果表明,氢气瓶与固定部件的相对位移小于13 mm,固定部件强度、刚度均满足国标要求;但氢气瓶受向上8 g冲击力时储氢系统框架的最大应力超过材料屈服强度。结合储氢系统结构质量分布情况,选取储氢系统框架关键部件厚度作为设计变量,以储氢系统质量和氢气瓶受向上8 g冲击力时框架最大应力为优化目标,运用最优拉丁超立方试验设计,建立响应面近似模型,最后采用第二代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-Ⅱ)进行多目标优化。结果表明,优化后储氢系统的质量减少了3.6%,氢气瓶受向上8 g冲击力时储氢系统框架最大应力减小了20.2%,满足强度、刚度要求,优化后的框架设计更加合理,储氢系统结构安全性和轻量化程度均得到提升。

主 题 词：储氢系统 最优拉丁超立方 响应面近似模型 第二代非支配排序遗传算法 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.16731/j.cnki.1671-3133.2023.05.009

馆 藏 号：203122199...