基于AMESim的电动客车传动系分析与研究

以某电动中型客车为研究对象,对加装变速器后的整车动力总成系统进行研究,分析并建立了整车数学模型。在此基础上,利用AMESim建立了整车仿真模型,并利用Matlab/Simulink建立整车控制器。针对NEDC循环工况和加速工况对其进行了模拟仿真;分析了传动系参数对整车加速度特性、最高车速、经济性及冲击度的影响。利用遗传算法对传动系的传动比进行了优化,在保证整车冲击度达标的前提下改善了整车动力性与经济性。     

基于变速积分PID的KRG速比控制策略研究

以新型锥环无级变速器为研究对象,针对在车辆速比变化较大工况下目标速比阶跃输入对实际速比影响较大的情况,采用变速积分PID控制器对锥环无级变速器的速比进行控制。通过Matlab/Simulink建立整车仿真模型和变速积分控制器模型,对急加速和全减速两种典型工况进行仿真分析,验证整车仿真模型和变速积分速比控制策略的正确性。基于dSPACE系统对搭载锥环无级变速器的样车进行实车试验,将试验结果与仿真结果对比,验证速比控制策略的可行性。     

FSEC赛车前悬架系统仿真与优化

利用Adams/Car构建FSEC赛车前悬架系统的刚体动力学模型,对模型进行运动学仿真,得到车轮跳动时各项参数的变化规律,并分析得出赛车前悬架设计方面存在的缺陷。通过Adams/Insight扩展模块针对各类参数开展对应的灵敏度分析,得到最合理的性能组合。针对优化操作前后的模型开展对应的仿真对比,分析优化前后的性能差异,结果表明:优化后的整车操纵稳定性得到极大的的改善与提高。     

紧凑型驾驶员在环EMT换挡试验平台开发

常见的变速器换挡试验台架注重对换挡的动力学过程进行研究,而没有把驾驶员以及交通场景带来的外界随机扰动考虑在内。为了提升变速器换挡试验的真实性和可靠性,在原有电驱动机械变速器(EMT)换挡试验台架的基础上增加了紧凑型驾驶模拟仿真系统,集成了虚拟交通场景、驾驶操作部件以及基于模型预测控制方法的自动驾驶算法。在Lab VIEW环境下开发了数据采集与处理软件来实现驾驶模拟信息采集和处理、驾驶模拟仿真系统与变速器控制器通信、车辆运行状态以及换挡过程监控等功能。大量试验结果表明:该试验平台能够模拟车辆在不同路况和驾驶员风格下的运行状态,实现驾驶员和交通场景在环的EMT换挡试验。     

某重型载货汽车车架柔性化建模及疲劳分析

针对某重型载货汽车车架局部出现的疲劳寿命问题,通过有限元理论生成车架的模态中性文件,并对车架进行静力分析及强度校核。利用虚拟样机技术,建立考虑车架弹性的整车刚柔耦合模型,并对刚柔耦合整车模型进行随机路面不同速度下的整车动力学仿真,提取车架关键边界载荷谱。利用S-N疲劳设计方法,选用疲劳分析软件nCode Design-Life对车架进行疲劳可靠性分析,得到车架在不同工况以及不同车速下的疲劳寿命结果及损伤位置。结果表明:车架的最小寿命满足行驶要求,并为车架的优化设计提供了理论依据。     

基于道路载荷谱的城市公交车辆传动耐久性试验方法

城市公交车辆行驶路线相对固定,道路载荷重复性高。为了更精确地评估城市公交车辆传动耐久性,提出了基于用户载荷谱的新型测试方法。首先,采集某时段的城市公交车辆在行驶过程中的变速器输出轴道路载荷谱,结合行驶挡位,将道路载荷分解到变速器输入轴,计算其行驶里程中其各挡位的输入轴载荷分布情况,细化到不同载荷等级区间,并计算频次。其次,采用等效损伤理论,将不同等级的载荷等效至最大损伤载荷并折算加载循环次数。最后,根据设计行驶里程与实际道路载荷谱行驶里程,外推最大损伤载荷下的循环加载次数,提出关联用户道路载荷的变速器耐久性试验方法。研究结果表明:在变速器耐久性试验中,通过该方法得到了城市公交车辆常用行驶挡位的可靠性试验循环加载次数,同时更准确地测试了城市公交车辆变速器的耐久性。     

基于LuGre摩擦理论的动态轮胎模型研究

基于LuGre动态摩擦理论,建立了用于研究车辆动力学特性的动态轮胎模型,推导了车辆轮胎纵向力和侧向力的表达式,以此作为基础进行整车动力学的模拟仿真。采用遗传算法对轮胎模型中的稳态及动态参数进行辨识,比较分析了模型参数对模型精度的影响。利用Matlab/Simulink建立起自由度整车动力学模型,通过进行转弯制动仿真来对本文所建立的轮胎模型进行了验证。结果表明:本文所建立的动态轮胎模型准确度较好,能够用于车辆动态性能仿真研究。     

基于Matlab/Simulink的发动机扭振实时模型的建立

为了利用高瞬态电机在台架上模拟发动机高瞬态扭振工况,对发动机运动部件的惯性载荷所引起的激振力矩与汽缸内因气体压力变化而产生的激振力矩进行数值求解与建模,将模拟得到的两部分力矩相叠加获得发动机实时扭矩。本模型以某款四缸四冲程发动机为参考机型,利用Matlab/Simulink建立了一套可以应用于汽车试验台架的发动机扭振实时仿真模型,并将模拟结果与商业软件AMESim仿真数据进行了分析对比.结果表明:该模型的最小误差可以达到2.59 N·m,平均误差可以达到7.07 N·m,说明该模型具有较高的精度。     

基于Adams的汽车动力总成-整车系统隔振优化设计

应用已测得的动力总成各项参数,建立动力总成-整车动力学模型;运用能量解耦原理,考虑系统各阶振动固有频率的合理分配对优化过程加以约束;利用系统动力学仿真分析软件Adams对动力总成-整车动力学模型中的悬置系统进行优化设计。振动传递率和频域响应分析结果表明:该方法能有效地提高悬置系统的隔振性能。     

基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真

利用LS-DYNA开展整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析时,Hybrid-Ⅲ50%仿真假人向前俯冲阶段和回弹阶段的胸压变形曲线与试验结果一致性较差。为此,提出一种基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真方法。首先,开展假人在碰撞工况下的受力分析,得到胸腔结构的简化力学模型,并利用弹簧模型等效模拟简化力学模型的刚度特性;其次,通过假人胸部摆锤标定仿真计算,对胸腔结构等效刚度的弹簧K值和阻尼值进行修正;最后,将修正过弹簧刚度和阻尼系数的假人模型应用于整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析,并与试验结果对比。结果表明:等效弹簧模拟胸腔结构的刚度模型,各工况下的仿真胸压变形曲线与试验曲线有较好的一致性,可为今后的碰撞假人胸部仿真及损伤评估提供参考。     

轮毂电机混合动力汽车硬件在环仿真研究

以轮毂电机混合动力汽车为研究对象,基于整车ADVISOR后向仿真模型,研究了整车硬件在环仿真平台的搭建方法。通过增加驾驶员模型以及修改整车后向仿真模型中部分部件模型,构建了基于Matlab/Simulink的整车前向仿真模型。利用TargetLink将控制策略模型下载至控制器实物中,以整车前向仿真模型为基础进一步建立被控对象模型,搭建轮毂电机混合动力汽车硬件在环仿真平台,并对控制策略进行了硬件在环仿真。硬件在环仿真结果与ADVISOR仿真结果相比,存在1. 8 s的响应延迟,但仿真数值基本吻合,表明了所搭建硬件在环仿真平台的有效性,为基于后向仿真模型的整车硬件在环仿真平台快速搭建提供了理论依据。     

装箱机双四杆机构的动力学仿真分析及结构优化

为了减轻双四杆装箱机机构的质量，以减少实际生产过程中的耗材,采用Pro/E建立了装箱机双四杆机构零件的三维模型，并导入ADAMS软件建立了虚拟样机，然后进行动力学仿真，得到杆的受力数据，接着运用MATLAB软件对这些数据进行处理，分别对其进行抗拉形式和抗弯形式强度分析和校核，最后在满足强度的条件下得到较合理的截面参数和形状。     

基于垂向载荷转移率的微型客车侧倾敏感性研究

在Matlab/Simulink软件环境下建立某微型客车三自由度侧倾模型,分析车辆结构参数、道路输入参数及驾驶员输入参数对车辆侧倾倾向性的影响。利用干路面蛇形试验数据对所建立的仿真模型进行验证,通过J-turn试验和鱼钩仿真试验(fish-hook)分析车速、转向盘转角对车辆侧向加速度、车身侧倾角等侧向稳定性输出参数的影响。同时提出动态垂向载荷转移率(VTRd)作为侧倾敏感性因数,分析车辆结构及运行参数对微型客车侧倾敏感性的影响。结果表明:悬架侧倾刚度对侧倾敏感性影响最为明显;结合驾驶员对转向盘转角的输入,车辆的侧倾变化趋势对车速的变化比较敏感,当车速增加到80 km/h以上时,较小的转向盘转角变化就会使车辆发生侧倾。     

基于遗传算法的纯电动汽车动力传动系统优化

以某一型号的单挡纯电动汽车作为研究对象,在基于动力系统参数分析的基础上,对整车合理匹配两挡AMT变速器,并基于ADVISOR仿真平台建立整车仿真模型。应用遗传算法工具箱与ADVISOR非图形化界面联合优化以实现自动优化动力系统参数的目的,获得动力性和经济性最优匹配结果。仿真结果表明:该优化方法能有效地提高纯电动汽车的性能。     

某曲轴缸体系统刚柔耦合动力学仿真研究

曲柄连杆活塞机构是发动机的重要组成部分,在运动中会受到周期性的激振力作用,直接影响着系统工作的平顺性和零部件的寿命。针对某直列6缸柴油机使用虚拟样机仿真软件ADAMS搭建了曲轴缸体系统的刚柔耦合多体动力学仿真平台,通过对活塞的位移、速度和加速度的运动规律进行模拟,以及对气缸体所受侧向冲击力和曲轴载荷及主轴颈最小油膜厚度等特性进行仿真,得到了较为可靠的运动学和力学数据。结果表明,软件模拟仿真结果与柴油机实际情况基本一致,为曲轴缸体系统进一步优化设计和提高整体性能提供了理论依据。     

矿用自卸车车架振动疲劳寿命分析

为预测某矿用三轴重型自卸车车架的疲劳寿命，在Hypermesh中综合运用壳单元，实体单元，梁单元，焊接单元，刚、柔性连接单元等多种单元建立完整车架有限元模型，分析强度之后对其进行频响分析，得到车架载荷输入与结构应力之间的传递函数；在Nastran中生成车架MNF中性文件，在ADAMS/CAR中建立整车刚柔耦合模型，得到相应的载荷时程曲线，将其进行快速傅里叶变换结合频响分析结果，准确地预估车架疲劳寿命。     

应用免疫粒子群算法的电动汽车经济性换挡策略研究

为使电动汽车正常行驶时的能量消耗率更低,对某款匹配两挡自动变速器的电动汽车进行经济性换挡策略研究。面向电机效率最优制定传统双参数经济性换挡策略;建立以工况能耗为目标、换挡时间为约束的集成优化模型,通过免疫粒子群算法求解得到换挡策略曲线;利用建立的整车仿真平台对优化前后的换挡策略进行UDDS、CCBC工况下的仿真。结果显示:优化后的换挡策略在2种工况下行驶100 km所节省的电能分别为6.36%和8.99%,电机工作点更集中于高效区。     

基于ABAQUS的CCF300碳纤维层合板低速冲击破坏数值模拟

为了更有效预测国产碳纤维增强材料在冲击载荷下的损伤情况,以国产碳纤维（CCF300）/环氧树脂（5228）复合材料层合板为对象,利用专业有限元仿真软件ABAQUS进行冲击破坏性能数值模拟研究。采用复合材料渐进损伤法,建立CCF300碳纤维层合板在低速冲击载荷下的损伤和变形三维有限元模型。通过三维实体单元模拟层合板,利用内聚力接触模拟单层板间的接触,从而模拟层合板层内和层间的不同失效模式。使用FORTRAN语言编写ABAQUS材料用户子程序VUMAT实现模拟,程序中包含本构方程的求解、损伤准则对单元失效的判定和损伤单元参数退化3部分,材料的单元失效是通过引入状态损伤变量来判断。仿真模型可通过调用子程序来模拟复合材料的纤维拉伸、压缩失效、基体开裂、挤压失效4种层内损伤,同时ABAQUS本身可以模拟材料分层损伤。通过仿真得到了材料的最大冲击破坏载荷和损伤模式的效果图。     

一种架空轨道穿梭车的参数优化与仿真分析

研究了一种架空轨道穿梭车,可用于多种工业场合的物料运输。为了提高穿梭车的工作效率,减小轨道垂向不平顺引起的车身垂向振动,基于H2优化确定了悬架的最优参数,使车身垂向振动的能量最小。为验证悬架参数的合理性,分别对1/4车模型和整车模型进行仿真。对1/4车模型进行数值仿真,仿真结果验证了参数的合理性。基于Simpack建立了整车的多体动力学模型,利用根轨迹法计算了整车模型在美国六级轨道谱下失稳的临界速度,仿真结果满足设计要求,再次验证了参数的合理性。     

提取悬架连接点载荷的等效模型提载法

提出了一种基于有限元分析软件Abaqus的悬架连接点载荷提取方法,即等效模型提载法。以四连杆悬架为例,建立了基于Abaqus的悬架完整模型及等效模型,分析了建立等效模型的依据,建立了基于多体动力学分析软件Adams的悬架模型。分别提取出各模型在典型工况下的硬点载荷进行对比,发现等效模型与完整模型的载荷值十分接近,验证了悬架等效模型提载法的准确性,并简要讨论了各模型之间载荷值差异的原因。该悬架等效模型提载法简单快速,对缩短悬架的开发周期具有重要意义。