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。     

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。     

从传统到现代：孝道变迁与重构

通过自制四连杆加载装置,对HRC150型齿式橡胶弹性联轴器进行周期扭转振动实验,得到不同频率和不同幅值下的滞回曲线,发现联轴器具有硬弹簧特性,非线性恢复力矩的刚度系数和阻尼力矩的阻尼系数均与振幅、频率有关。其次,采用迹法模型建立其非线性恢复力矩和阻尼力矩的数学模型,并对模型参数进行拟合识别;最后,为验证模型的正确性,将模型滞回曲线与实验滞回曲线进行对比,发现模型能够很好地反映系统的位移振幅及非线性刚度特性,但是不能较好地反映阻尼特性。     

基于改进Bingham模型的磁流变阻尼器力学建模及试验研究

磁流变阻尼器是一种阻尼可调的半主动智能控制器件,其磁流变液黏度随外加磁场强度而发生变化,因此磁流变阻尼器表现出复杂的非线性动力学特性。经典Bingham力学模型无法精确描述磁流变阻尼器在不同输入电流工况下力与速度之间的非线性关系,对实现磁流变阻尼器的输出阻尼精准控制存在难度。通过台架试验研究磁流变阻尼器的动态力学性能,提出了一种改进的Bingham力学模型—Rational函数模型。根据试验结果,通过最小二乘法对Rational函数模型进行参数辨识,进一步建立各参数与电流之间的映射关系,并在Matlab/Simulink环境中对磁流变阻尼器在不同输入电流下力与速度之间的非线性关系进行仿真分析。结果表明:Rational函数模型可改进多项式函数模型在电流低于0.5 A时高速段存在的不稳定性和在速度换向拐点处拟合效果不佳的缺陷,在全工况下模拟磁流变阻尼器非线性动态力学特性具有更高的精度和更好的适用性。     

高温超导钉扎磁悬浮系统分岔和混沌特性研究

高温超导钉扎磁悬浮系统的应用十分广泛,但由于其悬浮力的非线性特性,导致在实际应用中经常引起设备的异常振动。为了探究高温超导钉扎磁悬浮系统的非线性振动特性和寻找避免发生异常振动的措施,首先,通过实验装置测量不同悬浮间隙下的悬浮力数据,将其拟合成指数模型,然后,基于该模型建立简谐激励下高温超导钉扎磁悬浮系统的动力学模型,最后,研究系统的分岔和混沌特性。研究表明,系统存在丰富的非线性动力学行为;系统的混沌阈值随着激励频率的增大先减小后增大,即系统在低频阶段和高频阶段不易发生混沌运动,而在中频阶段易发生混沌运动;质量、阻尼和场冷高度对混沌阈值均存在一定影响。研究结果为高温超导钉扎磁悬浮系统的参数设计及其抑振方法提供参考。     

考虑激励幅值慢变的卷绕头转子系统动力学建模

卷绕头转子系统结构之间的耦合振动和时频变激励使振动问题十分复杂,为了更准确地研究其动力学特性,根据转子动力学理论,使用有限元方法建立了考虑多盘质量慢变的卷绕头非线性转子系统整机动力学模型,运用Newmark-β数值积分方法对其动力学特性求解,得到仅存在初始不平衡量以及卷装不良带来的激励频率、幅值慢变下的非线性动力学行为。通过分析轴心轨迹、时域波形和幅频特性曲线等结果,发现卷绕头转子系统对因卷装不良引起的激励幅值慢变较为敏感,出现新的频率成分。进一步对比分析了不同节点处的振动频谱,其结果可为卷绕头转子系统动力学设计和故障识别提供一定理论支持。     

振动输送机橡胶弹簧优化设计

为了探究橡胶弹簧的结构参数、材料参数和预压量等因素对扭转刚度灵敏性影响，笔者提出一种橡胶弹簧扭转刚度灵敏性研究方法。笔者基于橡胶超弹性及黏弹性理论，构建了橡胶弹簧超弹性 黏弹性本构模型，并在ABAQUS中建立了橡胶弹簧动态分析有限元模型，通过橡胶弹簧动态扭转试验验证了其有限元模型的正确性；基于橡胶弹簧动态分析有限元模型，讨论了橡胶的高度、直径、预压量、硬度、激励频率和扭转角度对橡胶弹簧扭转刚度的灵敏性，获得了各因素对扭转刚度的影响规律；基于灵敏性分析结果，建立了振动输送机能耗优化数学模型，应用遗传算法对振动输送机能耗进行优化。结果显示优化之后振动输送机能耗降低了10.25%。橡胶弹簧扭转刚度灵敏性分析方法对振动输送机橡胶弹簧的开发设计提供了一种设计周期短、计算效率高的方法。     

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。     

基于车辆振动响应间接识别桥梁频率的模型试验研究

为证明采用过桥车辆振动信号可以识别桥梁多阶振动频率,搭建了缩尺车桥耦合振动模型进行试验,研究了各类影响因素下采用二轴试验车对桥梁频率的识别效果。首先,介绍了缩尺车桥耦合振动的模型梁和试验车;其次,分析了传感器分别安装于模型梁、试验车底座和试验车顶座的振动信号,并对比这3种振动信号对桥梁频率的识别效果;最后,研究了悬架刚度、车身质量、路面粗糙度和运营车流激励对试验车间接识别桥梁频率的影响。结果表明,试验车底座的振动传感器可以识别得到桥梁前3阶竖向振动频率和前2阶扭转振动频率,与安装于桥梁振动传感器的频谱大致相同,说明该传感器不受车体振动影响;试验车顶座的振动传感器可以准确识别桥梁第一阶竖向振动频率,但是桥梁高阶频率受到车体自身振动频率干扰较难识别。各类影响因素主要影响试验车顶座振动传感器的桥梁频率识别效果,对试验车底座振动传感器的桥梁频率识别效果影响很小,证明了所设计试验车在间接测量桥梁动力特性的优越性。     

碟式分离机支撑条件对转子系统动力学特性影响

为保证蝶式分离机转子系统的稳定性,笔者基于有限元分析软件ANSYS分析转鼓内离心载荷、支承位置与支承刚度对碟式分离机动力学特性的影响,研究固有特性、模态频率和相应振型的变化规律。结果表明：转鼓内流体离心载荷对转子刚度产生显著影响,进而导致各阶模态变化趋势各异;支撑位置和支撑刚度对转子不同阶模态的影响趋势与相应振型有关,当转子部件变形不一致时,部分阶数模态频率可能随支撑位置上移而减小;转子振型在支承位置的径向振幅明显时,支撑刚度对模态频率产生显著影响。研究结果可用于碟式分离机转子系统的设计与优化。     

基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型的先导式溢流阀动态特性仿真方法

以三节同心溢流阀为例研究先导式溢流阀动态特性的仿真方法,首先以反推（用ｐ 求 ｑ）法求解溢流阀静态特性方程组,计算出溢流阀工作点结构参数,然后以溢流阀动态特性方程 组构建了Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型。通过仿真得到了以流量为阶跃输入信号、以响应压力为输出信号的理 论曲线。仿真结果表明溢流阀动态响应特性的决定因素不是阀芯和弹簧构成的二阶环节,而是 主阀上、下腔的液容容积和固定阻尼器直径。上腔容积主要决定响应曲线的超调量,下腔容积 主要决定响应曲线的时间;在仅减小固定阻尼器直径其它参数不变的情况下,超调量 Ｍｐ 降低和 调整时间ｔｓ 延长。实验结果证明,结构参数模型法仿真曲线和实验结果曲线基本一致,为液压 系统性能研究提供了可行方法。     

振动压实中跳振影响因素的分析

振动压实过程中跳振现象时有发生,使得土壤压实度不均匀,从而造成路面易产生裂缝、沉陷等伤损,影响行车安全。考虑随振土体的质量,建立3自由度振动压路机-土系统动力学模型,推导接地工况下的动力方程解,建立跳振工况下的动态力分段线性方程,分析改变振动压路机的激振力、激振频率以及土壤刚度的变化对振动压实的影响。结果表明,合理改变振动压路机的激振力、激振频率和土壤刚度,可有效抑制跳振产生。所建模型及研究方法为施工作业中合理配置工作参数提供参考和理论支持。     

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。     

轮胎侧偏非稳态特性测量方法研究

通过建立大地坐标系与轮胎相对坐标系分析了轮胎在小侧偏角输入下的非稳态特性,引入轮胎侧向松弛长度的概念,结合理论分析和试验台及轮胎模型坐标系的关系对轮胎侧向松弛长度的几种测量方法进行了逐一分析研究,通过与理论刚度测量方法进行比较,验证提出的轮胎松弛长度测量方法的准确性。     

钢丝绳隔振器动态非线性阻尼模型的改进

现有关于非线性阻尼模型建立的方法,仅仅指出了隔振器的动态特性与频率的关系,没有反映出与初始静位移的关系。在其基础上进行改进,指出了与初始静位移的函数关系。此模型体现了隔振器的动态特性与总体结构形状以及变形方式的关系,能更好地反映隔振器的特性。     

基于广义回归神经网络的社会保障待遇公平感模型

对养老等社会保障主观感受的研究越来越受关注,但所用统计方法都是基于研究对象与影响因素之间的线性关系。由于人及人类社会关系复杂,变量之间往往呈现非线性关系。采用广义回归神经网络（GRNN）算法,建立养老等社会保障待遇公平性主观感受（公平感）非线性模型。将来源于中国社会科学院2015年的“中国社会状况综合调查”（CSS2015）的“养老等社会保障待遇”公平感分为“不公平”与“公平”两类。GRNN模型对训练集、测试集预测整体精度分别是81.4%、90.0%,分别优于支持向量机(SVM)模型的预测精度（80.1%、89.5%）,以及二元逻辑回归(BLR)预测结果（79.4%、88.5%）。基于5335份调查样本的研究表明,养老等社会保障待遇公平感与4个影响因素（教育程度、医疗保障满意度、就业保障满意度、总体社会保障状况满意度）之间存在非线性关系。因此,应用GRNN建立养老等社会保障待遇公平感非线性模型是成功的。     

200K/40W自由活塞斯特林制冷机的实验研究

针对温度为200 K低温冰箱,研制了一台大冷量自由活塞斯特林制冷机.实验测试了充气压力和制冷温度对压缩机共振频率的影响;研究了膨胀机固有频率和运行频率对位移相位差的影响关系;采用多点热负荷静态复温法测试了制冷机的静态冷损,证明了氦气和丝网导热对静态冷损影响极小.该样机在200 K时最大制冷量可达40 W(250 W输入).     

三螺旋创新模式的理论探讨

基于非线性网状创新模型提出的“三螺旋场”和“三螺旋循环”概念进一步推进了三螺旋创新模式的理论研究。三螺旋场概念旨在解释在大学、产业和政府三股螺旋之间存在的相对独立和彼此作用的本质，说明三螺旋的生成原理、静态表现和动态演化特征。三螺旋的生成原理在于创新过程的非线性本质和多主体特征，静态表现为“内核外场模型”，而动态演化过程则在于纵向进化和横向循环。发生在三股螺旋之间的三螺旋循环揭示了在大学、产业和政府之间以人员、信息和产品流动为特征的相互作用和运行机制。     

基于支持向量机的养老保障满意度 非线性模型

目前对养老保障满意度的研究所采用的统计方法,都是基于养老保障满意度与影响因素之间的线性关系,且未对所建模型进行检验及理论预测。由于事物之间关系复杂,变量之间往往呈现非线性关系。采用支持向量机算法结合粒子群优化算法,建立养老保障满意度非线性模型。用于研究的养老保障满意度样本数为8 339份。结果显示,基于支持向量机的分类模型对养老保障满意度预测精度高于76%,预测性能优于二元逻辑回归预测结果。表明养老保障满意度与受教育程度、受教育满意度、家庭经济状况满意度、总体生活满意度、对社会总体评价等5个影响因素之间存在非线性关系。因此,应用支持向量机算法建立养老保障满意度非线性模型是可行的。     

基于贝叶斯面板平滑转换模型的房价阈值效应研究

针对经济变量之间普遍存在的非线性关系,导致线性模型拟合失效的问题,构建面板数据平滑转换模型,刻画变量之间关系的非对称性。采用贝叶斯方法进行模型的参数估计,避免非线性最小二乘算法难以收敛,参数估计不确定。通过分析模型结构,选择参数先验分布,设计相应的Metropolis-Hasting-Gibbs混合抽样算法,据此估计模型参数;在此基础上,利用省域面板数据分析房价阈值效应问题。研究结果表明:参数的动态迭代轨迹收敛,MH-Gibbs混合抽样算法能够准确地估计模型各参数,解决了非线性最小二乘无法收敛的问题,证明了贝叶斯面板数据平滑转换模型的有效性;同时也验证了房价波动的阈值效应以及房价与城市化、城乡收入差距之间的非线性关系。