汽车-道路相互作用研究进展

回顾汽车-道路相互作用的研究历程和主要研究内容,分析汽车系统动力学、轮胎动力学和路面结构动力学三个研究领域之间的关系,分别从车辆的随机振动与道路友好性悬架、轮胎-路面接触动力学和动载荷下道路结构动力学三个层面对研究进展进行综述,提出汽车-道路相互作用研究中存在的问题和未来的发展方向.当前汽车-道路相互作用研究多集中于单一领域或者三个领域简单叠加,忽略或简化了汽车-道路之间相互作用、互相约束的复杂动态耦合关系,但是要满足车辆更高的控制精度和动力学性能优化,需要更多的考虑汽车-道路之间的相互作用关系.对于胎路接触关系,现有的研究多是以路面的特定参数来描述轮胎自身的滞回特性,考虑轮胎与路面之间的动态耦合特性需要更深一步研究.简单的路面不平度模型对路面的形貌描述不够,制约着车-路相互作用的研究,开展路面形貌特征的提取、描述和重构仍很重要.车辆运动控制的实现和控制器的设计多依赖于质心的动态响应和路面附着状况,汽车-轮胎-地面瞬态耦合机理及路面参数的高精度快速识别将是极具理论难度与工程应用的研究.此外,轮毂电机在新一代智能电动汽车的应用,改变了汽车底盘构型及载荷分布,考虑路面随机激励、电机激励及车路耦合激励的综合作用研究车-路相互作用及智能控制也是一项具有挑战性的科学问题.     

探索基于虚拟样机技术的机械工程类人才培养

首先分析了虚拟样机技术的理论依据和优势,然后结合机械工程类本科教学实践的特点,从培养学生的仿真分析意识、注重理论与仿真实践结合、激励创新和建设综合的虚拟样机教学平台等多个角度探讨了如何培养高质量、高水平的机械工程类人才。     

三轴重载车辆半主动控制研究

建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明:半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.     

基于ABAQUS的韶山6B型电力机车从动齿止动片有限元分析

韶山6B型电力机车从动齿轮M24x70螺钉止动片是从动齿轮结构中薄弱环节之一。文中根据止动片实际结构及其不同温度下的材料力学属性,运用三维建模软件SolidWorks建立从动齿轮、止动片、螺钉三维实体模型,利用ABAQUS软件对模型进行有限元分析。通过改变止动片弹性模量、泊松比,仿真分析不同温度热处理后的止动片在螺钉紧固时所受应力和变形状态,并对其进行强度校核。研究结果表明,止动片最佳热处理温度为100℃左右。     

三轴重载车辆半主动控制研究

建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明：半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.     

三轴重载车辆半主动控制研究

建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明：半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.     

基于多体动力学的车辆道岔通过性能研究

道岔复杂的轮轨关系及其变截面特性是车辆通过道岔时引起振动甚至脱轨的关键因素.根据60kg/m钢轨18号可动心轨道岔设计布置图,在多体动力学软件中建立车辆—道岔耦合系统模型,在此基础上对车辆—道岔系统模型进行验证,仿真计算车辆侧向和直向通过道岔的动力学响应.结果表明转辙器区、辙叉区轨道截面变化和轮轨型面匹配是影响车辆动力学性能的主要因素.最后,对车辆侧向通过离散轨道模型工况下的动力学响应进行仿真计算,讨论道岔轨下整体刚度和阻尼对模型动力学性能的影响,为改善车辆通过道岔时的动力学性能、道岔轨下刚度与阻尼参数匹配提供理论基础.     

造桥机结构的有限元仿真分析

为了研究造桥机的静力学性能,利用ANSYS 有限元软件对造桥机进行有 限元分析,并对造桥机进行静力学试验。首先介绍了造桥机的整体结构和工作原理,然后 建立造桥机的有限元模型,接下来对造桥机的移机就位、制梁前、制梁和调移下导梁等具 有代表性的工况进行静力学性能仿真分析,并对分析结果进行详细的论述。最后,对造桥 机进行一系列静力学性能试验,结果表明：利用ANSYS 对造桥机进行的静力学性能分析结 果与试验结果较为吻合,对造桥机的设计和生产具有积极的指导意义。     

基于非均匀接触的轮胎-道路系统耦合动力学研究

为深入探讨轮胎-路面之间耦合振动,在考虑轮胎与路面的非均匀动态摩擦力基础上提出轮胎-路面-路基系统耦合模型.以Kirchhoff薄板理论为基础,建立有限长度和有限宽度板在Winkler地基上的路面结构动力学模型,为了真实描述轮胎与路面之间的耦合关系,将传统的基于线接触载荷分布的LuGre轮胎模型改进为面接触非均匀载荷分布.采用Galerkin截断法将路面振动的偏微分方程简化为有限常微分方程,运用Runge-Kutta法求解控制方程,计算轮胎-道路耦合系统的响应.探讨不同的横向、纵向截断阶数对耦合系统振动响应计算精度的影响,确定最佳的截断阶数.对轮胎-路面的耦合特性进行分析,分别从路面的结构变形、动态载荷和轮胎力(纵向力、侧向力和回正力矩)对比在考虑耦合和不考虑耦合作用的区别,为路面结构设计和车辆性能控制提供参考.     

基于ADAMS重型汽车操纵稳定性仿真研究

重型汽车如今在交通运输中起着主导作用,其操纵稳定性对于行车的安全性影响巨大.以多体动力学理论为基础,依据东风重型汽车的真实结构与相关特性参数,采用机械动力学分析软件ADAMS,建立了整车虚拟样机模型,并且对该虚拟样车在不同车速下进行双移线的操纵稳定性性能仿真分析.结果表明,本文所建立的虚拟样车与实际东风重型汽车相吻合,...