路面不平度模型对车辆侧翻瞬态响应的影响分析

精准的路面不平度模型可以提高车辆在瞬态响应的估算精度。结合国标中的标准路面谱和路面形貌自相似性特点，利用傅里叶逆变换法和正方形细分法分别建立平整路面、二维路面和三维路面模型。在双移线、鱼钩工况和角阶跃典型工况下，对比分析不同路面不同平度模型下横向载荷转移率(LTR)、侧向加速度、横摆角速度和侧倾角4个瞬态响应的区别。其中三维路面模型对各响应影响最大，车辆侧翻时其各响应的数值达到侧翻阈值。验证了多维度路面模型建立的可行性，为车辆侧翻瞬态响应研究提供了理论基础。     

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。     

基于非线性车辆模型的行驶状态与路面附着系数估计

路面状况和行驶状态的准确识别是车辆安全行驶和主动控制的重要依据。为了验证车辆行驶状态和路面附着系数估计的有效性,建立了包含Dugoff轮胎模型的四轮三自由度整车仿真模型,提出了基于扩展Kalman滤波理论的车辆行驶状态与路面附着系数估计算法。车辆在设定的双移线路面附着系数分别为0.8、0.7、0.6的工况下进行仿真,对比车辆的运动状态和车辆转向输入激励的趋势的一致性,验证了该模型的合理性。结合该模型计算出的Dugoff轮胎模型纵向和侧向归一化力,通过Matlab编程实现扩展卡尔曼算法估计,算法估算得到的汽车行驶状态参量和路面附着系数与仿真值进行对比。通过结果对比表明,车辆行驶状态估计值与Simulink数值解的均方根误差(RMSE)指标最大值不大于0.03,由于轮胎与路面是动态接触,路面附着系数呈上下波动状,实现了对车辆行驶状态参量和路面附着系数的实时估计,为重型车辆稳定性控制提供了理论基础。     

轮胎模型动态特性及参数分析

基于LuGre摩擦理论对不同路面条件下轮胎动态摩擦力进行仿真分析,表明轮胎在行驶过程中受到的摩擦力有明显的"迟滞"现象,且受到路面条件的影响,能较好地反映轮胎与路面接触时的动态特性。根据轮胎模型建模理论搭建了动态轮胎模型,通过路面附着系数与滑移率曲线对其参数进行分析,选取了合适的轮胎参数进行模型仿真分析,验证了搭建的动态轮胎模型的准确性和鲁棒性。仿真结果表明:基于LuGre理论搭建的动态轮胎模型能较好地模拟车辆行驶过程中轮胎的动态受力特性。     

轮胎等效模型与快速计算研究

复杂的轮胎结构和橡胶等超弹材料是影响轮胎有限元模型精度和计算速度的重要因素。为实现模型的快速计算,通过探索线性材料构建轮胎有限元模型,对模型进行等效处理。构建了轮胎有限元精细模型,并通过台架试验对精细模型的有效性进行验证。对轮胎精细模型提出3种简化方式,分别为实体单元建模、实体单元和壳单元混合建模、实体单元和梁单元混合建模,并采用线性材料计算3种等效模型的充气侧向变形量、充气径向变形量以及径向加载下沉量,最终得到其最优等效模型。通过对等效模型接地印记和接地压力以及各阶模态与精细模型对比,验证了等效模型的准确性和计算效率,为整车有限元仿真提供一种轮胎建模方法。     

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。     

高精密弹流润滑球轴承支承主轴系统动特性分析

以高档数控机床角接触球轴承-主轴系统为研究对象,建立了新的计及非线性HERTZ接触、预紧力、球数变化的高精密主轴系统动力学模型,通过Newton-Ralfson method和精细积分算法(precise integration method)获取了主轴系统在有、无弹流润滑(EHL)状态下的时、频域参数变化与三维响应图。计算实例表明:该模型可应用于润滑状态下主轴系统动特性分析,为进一步精度设计提供借鉴。     

浮动式钻井装置的随机动力分析

应用随机振动理论 ,对浮动式钻井装置在随机海浪作用下的动力响应进行了分析。在分析研究现在常用力学模型的基础上 ,建立了多自由度分布质量模型。应用谱分析方法 ,求出了系统的动力响应 ,进而得出由于系统振动而作用于大钩、升沉补偿装置及井架上动载的计算公式 ,为精确分析整个系统的疲劳强度及疲劳寿命提供了理论依据     

分布式电动汽车行驶状态与路面附着系数估计

路面附着系数是影响汽车行驶状态估计的重要因素,单一路面附着系数下的汽车行驶状态估计无法适应各种路面工况。针对分布式电动汽车行驶状态与路面附着系数估计问题,研究了一种基于双容积卡尔曼滤波理论的联合估计算法。利用分布式电动汽车多信息源优势,建立3自由度车辆估计模型,将多传感器信号作为估计模型的输入,侧向力通过Dugoff轮胎模型计算获得,设计行驶状态和路面附着双容积联合估计算法。通过典型工况对接路面双移线进行仿真实验,结果表明算法能够实现实时准确估计。     

基于非线性二自由度模型的线控转向系统变角传动比设计

在分析不同附着系数路面轮胎侧向力和侧偏角关系基础上,对同一附着系数路面下轮胎侧偏角进行分区、侧偏曲线线性化,建立非线性二自由度车辆模型。基于横摆角速度增益一定设计理想角传动比。对基于非线性二自由度模型和线性二自由度模型设计角传动比的车辆进行双移线仿真分析。仿真结果表明:在低附着系数路面,基于非线性二自由度模型设计的车辆方向盘转角和质心侧偏角减小,减少了驾驶员通过方向盘对车辆的修正次数,减轻了驾驶负担;横摆角速度和侧向加速度也相应减小,提高了车辆在低附着系数路面驾驶的稳定性。在高附着系数路面,基于两种不同模型设计角传动比的车辆,方向盘转角、车辆状态参数变化不大。     

重型汽车轮胎径向刚度实验研究

为研究重型汽车轮胎径向刚度的非线性特性,选取全钢丝10.00R20子午轮胎分别进行静态和动态实验。实验测试结果表明:轮胎静态径向刚度与轮胎变形量、充气压力之间存在非线性关系;动态径向刚度与轮胎变形量、充气压力和振动频率之间也存在非线性关系;且不同激振频率下轮胎所表现出的迟滞特性有所不同。基于实验数据分别建立了轮胎静态和动态径向刚度的非线性模型,可以反映轮胎变形量、充气压力、振动频率等因素对重型汽车轮胎径向刚度非线性特性的影响,该模型可进一步用于轮胎力学和车辆系统动力学的研究。     

车辆四轮随机输入模型研究

推导了以滤波白噪声方法生成的随机路面的频谱函数,通过调整白噪声的功率谱密度确保随机路面模型在功率谱意义上与实际道路相符.基于左右轮输入间的相关性以及其相干函数模型,应用遗传算法求解左右轮输入间的传递函数,结合前后车轮输入的滞后关系,详细地给出了车辆四轮随机输入时间序列的生成方法.     

基于三轴重型全驱电动汽车路面附着系数估计

提高重型车辆主动安全技术可以减少重型车辆交通事故,而车辆主动安全技术需要准确的路面附着系数作为数据输入来实现精确的控制,故对路面附着系数估计的研究具有重要意义。为实现三轴重型全驱电动汽车对路面附着系数的准确估计,搭建了9自由度车辆模型,选用Dugoff轮胎模型,并通过Matlab/Simulink建立了仿真模型。采用无迹卡尔曼滤波算法(unscented Kalman filter, UKF)分别对6个轮胎与路面间的路面附着系数进行估计,最终通过Simulink仿真,实现了高附、低附路面下的匀速直行和角阶跃工况以及对开路面的直行工况等多种工况下的路面附着系数估计,估计结果与实际路面附着系数基本一致,验证了算法的可行性。     

轮胎产业集群创新分析模型构建及创新机理解析——以山东省为例

综合资源观与关系观理论,引入吸收能力中间变量,构建轮胎产业集群创新的资源-关系-吸收能力(Resource-Network-Absorption,RNA)分析模型,以山东省轮胎产业集群为例,通过因子分析法、回归模型以及结构方程(SEM)分析方法,对集群企业内部资源、网络关系资源与吸收能力三维要素各因子之间,以及各因子与集群创新绩效的关系进行实证分析。研究发现:企业内部资源、社会资本与知识溢出有显著相关关系,知识溢出与企业吸收能力具有显著正相关关系,企业吸收能力与集群创新绩效之间具有正相关关系,特别是知识溢出在企业吸收能力作用下对集群创新绩效的影响最显著,这说明了集群各主体资源和社会资本通过知识溢出,在企业吸收能力中介作用下对集群创新绩效产生的显著作用。     

工程车辆翻新轮胎各层应力数值模拟分析

为了深入了解工程翻新轮胎在使用中出现的胎面磨损加剧、崩花掉块、胎面脱层、被压爆、刺爆的失效形式,构建了工程车辆翻新轮胎计算机几何模型、与地面接触模型、有限元模型,数值模拟分析了胎面层、缓冲层、带束层、胎体层、胎侧层、趾口胶层等各层的应力及剪应力分布状况,获得了如下主要结论:工程翻新轮胎的带束层所受应力最大,胎体层次之,带束层与胎体层应力分布规律相近,胎面层和缓冲层所受应力相对较小;带束层所受剪切应力最大,其次为胎体层,缓冲层的剪切应力较胎面层稍大,而缓冲层剪切力与带束层剪切力相差较大,二者存在较大梯度。研究成果可为工程翻新轮胎的结构设计、使用性能及动力性能、失效机理分析提供理论指导。     

基于盘-块面弹簧接触的动力学模型的制动抖动分析

考虑制动盘-块间采用面弹簧接触方式建立一种6自由度制动系统动力学模型,推导出对应的动力学微分方程,并且构建Simulink模型。采用抖动"故障盘"的端面跳动SRO(surface run-out)与薄厚差DTV(disc thickness variation)的叠加位移曲线作为系统输入,仿真得到制动压力波动BPV(brake pressure variation)与制动力矩波动BTV(brake torque variation)时域响应。然后,分别以抖动"故障盘"的实测DTV曲线、SRO曲线以及SRO与DTV的叠加曲线作为仿真的输入,对比台架试验结果与3种不同输入下的仿真结果,以验证所构建的盘-块面弹簧接触动力学模型的正确性以及模型仿真输入改进方法的正确性。接着,通过改变台架试验以及仿真过程中的制动液压,研究制动系统的初始制动液压对制动压力波动BPV与制动力矩波动BTV时域响应的影响。最后,以台架试验结果作为基准值,将单点接触模型的仿真结果与所提出模型的仿真结果进行对比。结果表明:采用SRO与DTV的叠加曲线作为仿真的输入所得到的仿真结果与台架试验结果更加吻合,制动系统的初始制动液压力对制动力矩波动幅值的影响很小,所提出的动力学模型在预测制动抖动方面具有更高的准确性。     

移动荷载作用下接触网的动力响应

研究接触网在移动荷载作用下的动力响应。通过接触网的模型建立其运动微分方程,由于接触网的弹性系数在每跨内呈现函数的形式变化,经过适当变换后可以得出一个二阶变系数微分方程,采用WKB法对其进行求解。再通过周期性条件和悬挂点处力的平衡条件得出接触网的模态函数和频率方程。最后采用模态叠加法对接触线的运动微分方程进行求解,最终得出了接触线在受电弓作用下的动力响应。     

基于逆向工程的叶轮叶片建模

逆向工程( Reverse Engineering)主要的步骤包括点云的获取与预处理,曲面重构,模型重建及数控加工等技术。 为了探索含有自由曲面特征的叶轮在逆向设计过程中点云处理及曲面重构的的关键技术,验证相关的预处理方法与曲 面重构的原理。文章以叶轮叶片作为研究对象,利用随机滤波的方法对激光线扫描法获取的数据进行噪声点处理,去除 了点云中的多余数据及随机噪声,分析了曲面重构的原理并通过NURBS曲面操作方法完成了叶片的曲面重构,得到叶 轮整体的三维模型。最后,对通过逆向得到的叶轮模型进行了精度检测与验证。研究结果表明,利用逆向工程技术提高 了产品的设计质量,缩短了研发周期。     

挖掘修复道路力学响应与设计方法

开挖道路对既有路面结构造成直接破坏，以致行车荷载作用下的受力模式发生变化，而现有模型对新模式下的结构变形和应力计算存在缺陷。因此，正确认识开挖后道路特征，建立新模式下结构变形和应力计算模型是掘路修复理论分析的基础。在三维有限元分析成果基础上，最终确定掘路修复的设计方法与参数。     

汽车轮心力振动噪声贡献率计算方法对比研究

汽车轮心力属于相关性激励,多采用传递路径分析法(MTPA)和虚相干法研究。这两种方法均为计算相关性激励贡献率的方法,目前针对其的对比研究比较少。阐明了两种方法的基本理论,在提出相关性激励能量流动模型的基础上分析比较了二者的物理意义。路面激励识别实验结果表明:MTPA法和虚相干法能够分别从不同方面部分地描述针对车轮心力、整车系统和目标点响应三者的能量流动模型,综合运用二者可以得到汽车轮心力对目标点响应贡献率的较为全面的认识。