电动汽车电驱动系统机电耦合动态特性研究

为研究典型工况下电动汽车电驱动系统机电耦合作用机理,考虑永磁同步电机动态特性及齿轮传动系统非线性时变啮合特性,建立包括永磁同步电机动态模型和齿轮传动系统动力学模型的电动汽车电驱动系统机电耦合动力学模型。在此基础上,仿真分析稳态工况、冲击载荷工况、起伏路面工况等典型工况下电动汽车电驱动系统齿轮系统扭转特性和电机定子电流的动态响应特性。仿真结果表明:驱动电机与传动系统之间存在明显的机电耦合效应;电机定子电流会受到机械传动系统啮频和转频的调制;可以通过电机定子电流监测电驱动系统齿轮传动系统的啮合振动状态。研究结果可为电动汽车电驱动系统主动减振控制策略研究提供参考。     

载重子午线轮胎稳态滚动有限元分析

以ABAQUS软件为平台,建立了子午线轮胎稳态滚动分析的三维有限元模型。在有限元模型中充分考虑到轮胎材料、结构的复杂性,轮胎与轮辋过盈配合,轮胎与地面的摩擦等状况,对轮胎在标准气压、额定载荷下的不同滚动状态进行了模拟。分析了不同工况下轮胎接地面的法向应力、摩擦应力和带束层帘线应力分布等滚动特性,为轮胎的结构设计、振动与噪声分析提供了依据。     

应用TPA法的路面结构噪声诊断及控制

介绍了传递路径分析和工况传递路径分析的基本理论,建立了路面噪声传递模型,并运用传递路径模型找到具体的问题源。在监测振动源主被动端振动加速度及其传递路径的基础上进行了道路试验。运用传递路径分析方法得到的结果表明:在250 Hz以下拟合得到的声音与实测声压基本吻合,进而验证了传递路径模型的准确性。应用该模型缩小了传递路径的查找范围,并准确得出了人耳噪声在100~250 Hz的各传递路径的贡献量。     

侧倾工况下的非充气轮胎接地特性研究

利用ABAQUS建立了非充气轮胎有限元模型,充分考虑其橡胶材料的非线性、大挠度变形,并对模型精度进行了验证。研究了不同侧倾角、不同载荷下的轮胎负荷特性和接地特性变化规律。结果表明:非充气轮胎在侧倾工况下存在胎面磨损不均匀、胎肩区域应力集中的现象,随着侧倾角度的增大,最大接地应力增大,但垂向刚度减小。在大侧倾角工况下,胎面中心应力呈现不规律变化。研究结果可为非充气轮胎性能分析和结构设计优化提供参考。     

周期性疲劳载荷作用下的应力-强度干涉模型

为了评估周期性疲劳载荷作用下的结构可靠度,设结构初始强度为服从任意分布的随机变量,推导出周期性疲劳载荷作用下的结构剩余强度表达式。利用通用生成函数法对结构剩余强度和疲劳载荷构成函数的概率特征进行计算,从而建立了周期性疲劳载荷作用下的应力-强度干涉模型。利用45#钢疲劳试验数据对提出模型的有效性进行验证和分析。结果表明,该模型能够有效地评估周期性疲劳载荷作用下的结构可靠度。     

混合动力电动汽车动力学模型仿真

为了减少汽车开发和生产成本,提高生产效率,利用Matlab/Simulink软件建立混合动力汽车动力学模型,并在FU505和Schedule Boston Cab循环工况下进行仿真分析。根据混合动力汽车结构特点,研究了电池、电机、发动机等机械模型,同时对控制系统和驱动系统进行了详细分析,通过控制系统确定电池状态,探讨了电机驱动扭矩和循环工况对模型的影响。结果表明:建立的模型满足汽车动力性要求;动力学模型能在较小制动强度时通过电机实现再生制动;建立的混合动力电动汽车模型符合实际汽车运行状况,具有可操作性。可见混合动力汽车模型满足研发需求,达到预期效果。     

交叉滚柱式回转支承载荷分布及游隙的影响

针对单排交叉滚柱式回转支承结构特性提出了接触载荷分布的计算模型。通过将圆柱滚子划分为一定数量的"切片",考虑真实工况下轴承滚子、滚道的接触状态,运用NewtonRaphson法求解了轴承的静平衡方程。计算模型分别考虑了不同载荷形式与游隙对载荷分布、大小的影响,并与经典经验公式的计算结果进行对比,证明了模型的正确性。以某型号轴承为例,分析了在径向载荷、轴向载荷、倾覆力矩载荷及联合载荷作用下轴承内部接触载荷分布,并分析了游隙的影响。结果表明:轴承可分为两对接触对,在不同载荷下接触对载荷分布不一。游隙对滚子接触载荷大小与载荷分布影响巨大,合理选取游隙对轴承承载能力与寿命有极大的影响。     

无缝内衣机斜齿轮与下主同步带传动机构振动特性

为了探究无缝内衣机中传动机构的选择与位置的安放对整机运转的影响，课题组结合无缝内衣机的编织工艺，深入分析整机传动机理，对传动机构中典型部件——斜齿轮传动机构和下主同步带传动机构建立了振动力学模型；利用振动加速度传感器采集2种传动机构在x向,y向和z向上的振动频率信号，进行理论分析和实验验证；最后再对典型传动机构的振动特性进行分析与对比。结论表明：理论与实验2种方式的结论一致，斜齿轮传动机构中螺旋角使其适合与传递载荷量较大的针筒齿轮进行啮合传动；而同步带传动机构3向振动平稳，适合远距离传输。研究成果为从振动层面分析传动机构的选择安装提供了参考和实验依据。     

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。     

脉动横风对高速列车平稳运行的影响

为研究高速列车在脉动横风作用下的平稳运行问题,基于多刚体动力学及空气动力学理论,建立了高速列车八辆编组动力学模型及空间脉动横风载荷模型,并分别给予了模型验证。基于该模型,探究了脉动横风下的列车运行基本特性及该条件下的车速与风速安全限值。结果表明:多体动力学与随机风速模拟结合的分析方法是有效的;空间脉动横风载荷加剧了车辆3 Hz内低频振动并激起了1 Hz附近的峰值区;编组车辆中,列车气动三分力参数差异导致编组内响应呈现差异,多数情况下头车动力响应最明显;预设条件下,车速限值为355 km/h,风速限值为33.5 m/s。     

特定车速下长头重卡驾驶室异常振动分析

针对某长头重卡以90 km/h的速度在良好路面行驶过程中出现的驾驶室侧围异常振动现象展开研究。在故障分析和道路试验的基础上,基于PolyLSCF参数识别法对驾驶室白车身进行模态测试,建立驾驶室白车身有限元模型。通过试验与分析相结合的方法,分析外界激励对驾驶室振动的影响,掌握长头车驾驶室的振动特性,找到驾驶室异常振动的原因。研究结果表明:该长头重卡驾驶室侧围刚度较弱,局部模态复杂,模态特性与平头车驾驶室有所不同,特定速度下车轮激励的倍频与驾驶室1阶扭转频率相近。针对驾驶室异常振动问题,提出了结构优化方案,并通过仿真验证了优化措施的有效性。     

基于有限元法的脱水压榨机强度校核

为了保证隧道洗衣机有良好的脱水性,根据相关规范,设计了符合隧道式洗衣机的脱水压榨机,综合运用实体单 元和连接单元,建立了包括上下横梁、中间四根拉杆的有限元模型,并利用ABAQUS软件对于模型进行网格划分,施加材 料属性以及必要的约束和静力载荷,最后进行了应力分析强度校核。结果表明在额定工况下,从应力云图以及位移云图 验证了脱水压榨机主要部件应力均在安全范围内,其强度均满足要求。     

大载荷货梯曳引系统振动研究

为探究大载荷货梯曳引系统的非线性时变振动问题，课题组构建了一种针对货梯曳引系统的非线性动力学模型。该模型综合考虑了钢丝绳、导轨支架系统的时变刚度及承重梁的刚度，对动力学影响较小的因素进行简化；运用Runge Kutta法进行求解并进行了实验验证，分析了货梯不同疏密度的导轨支架对轿厢振动的影响；分析了货物堆叠跌落对曳引系统强度的影响。结果表明：实验所测最大振动加速度与仿真分析数据吻合良好，加速度最大数值误差小于10%，验证了简化模型的准确性；货梯最大应力值随着运行高度的上升而增大，最大为130 MPa，安全系数随着高度增加逐渐减小至5.90，远远小于曳引绳最小安全系数20.94。课题组所提出的方法能较好地反映大载荷曳引系统货梯的振动特性。     

小型航空活塞发动机混合动力系统仿真与控制策略研究

设计了一个适用于小型航空活塞发动机的混合动力系统,并通过实验建模法利用Simulink软件建立了混合动力系统逆向仿真模型。分析了发动机万有特性曲线,以发动机最佳油耗率曲线为依据,设计了基于规则的逻辑门限值控制策略,另外通过分析发动机和U4110电机的推力输出效率,在逻辑门限值控制策略中加入了模糊控制器。最后在给定工况下进行了仿真。仿真结果表明:逻辑门限值控制策略下该混合动力系统耗油量降低了19.1%,加入模糊控制器后使混合动力系统油耗率降低24%。     

多种工况下汽车悬挂参数优化

本文采用多自由度汽车振动模型，在多种工况下对悬架参数进行优化，克服了以往单一工况的不足，得到了最优悬架参数的特性曲线。即如果悬架实现了这种阻尼和刚度特性，就可较大程度地改善汽车行驶的平顺性。     

基于动态规划的混联式混合动力客车能量管理控制策略研究

能量管理策略是混合动力车辆的核心技术之一,其优劣直接影响到燃油经济性。提出一种基于动态规划的能量管理控制策略优化设计方法。以燃油经济性为目标函数,以电池荷电状态、离合器状态及发动机转速为状态量,以发动机油门开度、离合器命令及发动机转速变化命令为控制量,建立最优控制的数学模型。求解最优控制模型并提取控制规律,设计改进的基于动态规划规则的能量管理控制策略。以中国典型城市公交工况为输入的目标循环工况,测试并验证了所开发的能量管理控制策略的正确性及实用性。应用该能量管理控制策略到实际车辆,并进行转鼓测试,测试结果表明:该控制策略相比基于规则的方法燃油经济性提升32%。     

某乘用车后保险杠刚度强度仿真与试验研究

乘用车后保险杠在追尾和刮蹭等事故中将对车身产生保护作用,其刚度强度特性至关重要。针对某乘用车改性聚丙烯塑料后保险杠的刚度强度特性进行研究。首先通过试验测量保险杠材料的弯曲弹性模量和塑性应变曲线,然后利用Hyper Mesh创建该保险杠的有限元网格模型。在ABAQUS中完成接触等边界条件和载荷的定义,根据企业试验标准的要求对有限元模型进行刚度和强度的仿真分析,再利用台架试验进行验证,最后对刚度不达标的部位进行了改进设计。结果表明:所建立的有限元模型能较好地预测刚度强度性能;保险杠弹性特性在小变形状态近似为线性,在变形量达到20 mm以上时将呈现出明显的非线性特性;保险杠在大变形及回弹过程中表现出良好的恢复性能并能消耗一定的能量。     

定常稳态风载荷下的高速列车运行安全性研究

为了研究高速列车在横风作用下的运行安全性,建立了定常稳态风载荷模型,提出定常稳态风载荷的计算方法,并对共计20种工况下的横向力,倾覆力矩和摇头力矩进行了计算.基于多体动力学基本理论和多体动力学软件SIMPACK,完成了某型号高速列车仿真模型的建立以及广义力载荷的加载,完成车辆的动力学仿真,绘制出不同安全性指标仿真结果图像,并对车辆的运行安全性进行分析和评价,提出改善车辆运行安全性的方法.     

变负载工况下滚动轴承故障分类识别方法研究

针对变负载工况下单尺度CNN提取滚动轴承健康状态特征不充分的问题,提出了一种DSCNN-BiLSTM诊断模型。该模型基于粗粒度化和平均池化层的理论基础,通过双尺度卷积神经网络结合双向长短时记忆网络,对滚动轴承振动信号进行空间维度特征和时间序列特征的提取,实现端对端的滚动轴承故障诊断。通过设置2种不同变负载工况实验,采用DSCNN-BiLSTM模型进行滚动轴承故障特征提取,平均准确率分别达到了97.55%和98.07%,有效提高了在变负载工况下的滚动轴承故障诊断准确率,为滚动轴承健康状态识别提供了关键技术。     

叠层CSP封装的振动模糊可靠性分析

由于叠层CSP封装的复杂性,其振动特性很难用精确的理论模型表示。同时,由于传统的共振准则没有考虑到系统的变异性和模糊性,导致分析结果与真值具有较大偏差。该文利用有限元法方法建立叠层CSP封装振动分析模型,并求解其振动特性;在此基础上充分考虑系统的模糊性,对振动可靠性模型进行模糊处理,利用模糊理论建立其振动模糊可靠性理论模型。通过算例验证了振动模糊可靠性理论模型的有效性和可行性。