履带车辆行走或工作过程中,驱动轮所受振动易造成其与履带啮合脱离甚至断裂,剧烈振动会进一步上传至车身上,导致整车共振,严重影响零部件使用寿命及驾驶员身心健康。为缓冲振动冲击,常用的方法是进行阻尼处理。而过渡阻尼结构将“阻尼层”改为“阻尼层+过渡层”结构,在振动时,过渡层会起到类似于“杠杆”的放大作用,可增大阻尼层的剪切应变,从而增强整个结构的耗能效果。另外,在前期研究基础上,发现驱动轮原有减振结构仅在单一作业状态下,性能较好,而在其余工况下,减振效果恶化。因此,本文在履带车辆多工况下,运用参数化建模,分别采用ANSYS和改进遗传算法对驱动轮管状过渡阻尼结构进行优化设计。具体工作如下:(1)提出阻尼层与过渡层交换位置的两种驱动轮管状过渡阻尼结构的设计构想,建立结构参数化分析模型,基于模态应变能法,分析了前三阶模态下结构固有频率和损耗因子,从而确定出该结构中阻尼层与过渡层相对最佳敷设位置。(2)以履带推土机为例,在其三种典型工况下,对驱动轮管状过渡阻尼结构进行多工况瞬态动力学分析。借用ANSYS一阶优化,在满足驱动轮管状过渡阻尼结构总厚度不变和过渡层、阻尼层未超过许用应力应变条件下,以在单位周期内能量损耗比为优化目标,对设计变量(基层、约束层、过渡层、阻尼层厚度和过渡层、阻尼层材料弹性模量、损耗因子)进行优化分析,并通过多工况瞬态分析对优化前后结构的阻尼层与过渡层最大位移和最大应力、应变进行对比,得到较为合理的优化结果。(3)借鉴小生境-自适应思想,参考ANSYS一阶优化时所采用的优化设计数学模型,联合ANSYS和MATLAB对驱动轮管状过渡阻尼结构进行改进遗传算法优化。通过多工况瞬态分析对比,获取减振效果比较明显的优化结构参数组。(4)采用模态、瞬态、谐响应三种分析方法,对比优化前、ANSYS优化后、改进遗传算法优化后三种结构的振动特性,进一步探讨各结构的减振性能。结果表明,在约束层与阻尼层之间敷设过渡层,结构减振效果比较显著;在经过两种多工况优化后,驱动轮管状过渡阻尼结构不仅满足应力、应变约束条件,而且单位周期内能量损耗比会有比较大的提高。本文设计理论和方法,可为各种车辆结构减振设计提供一定的参考。