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。     

基于电控液压制动的汽车稳定性多目标协同控制

为改善高速转弯工况时的汽车稳定性,研究了基于电控液压制动系统的汽车稳定性多目标协同控制方法。考虑汽车纵向、侧向、横摆、侧倾运动,建立4自由度非线性汽车动力学模型;用AMESim软件建立汽车电控液压制动系统模型,研制台架验证模型的正确性。以电控液压制动系统为执行机构,应用差动制动原理分配制动力矩;以横摆角速度和横向载荷转移率为控制目标,分别设计了单目标的汽车横向稳定性和侧倾稳定性控制策略,以及多目标协同的汽车稳定性LQR控制策略。选取J-Turn及Worst-Case典型工况进行数值仿真,对比分析了多目标协同控制策略对不同行驶工况的适用性。结果表明:基于电控液压制动系统的多目标汽车稳定性协同控制策略能明显提高汽车的抗横摆能力,有效防止汽车侧翻。     

电动助力转向系统虚拟试验平台的搭建

以转向试验台架为研究对象,使用UG软件建立了转向试验台架的三维模型。将该三维模型导入ADMAS建立了电动助力转向系统的多体动力学模型。使用SIMULINK软件建立助力电机模型,选择直线型助力特性曲线为电动助力转向系统的助力特性曲线,搭建了电动助力转向系统的PID控制系统,整定了PID参数。进行了电动助力转向系统的联合仿真,实验结果符合相关要求,表明电动助力转向系统虚拟试验平台搭建成功。     

考虑舒适性的AEB避撞算法及仿真验证

为进一步优化汽车自动紧急制动系统的避撞算法,设计了考虑制动过程驾乘舒适性的制动减速度控制策略。通过设置制动减速度变化缓冲区对制动减速度及其变化率进行限制,得到满足舒适性条件的减速度控制曲线。基于AEB典型测试工况对设计的减速度控制曲线进行具体分析,提出了新的制动安全距离模型。最后,建立车辆纵向动力学模型并通过CarSim与Matlab联合仿真对提出的避撞算法进行仿真验证。仿真结果显示:提出的避撞算法能够在实现有效避撞的同时满足舒适性条件。     

双质量飞轮对动力传动系统NVH性能的影响分析

基于某三缸发动机动力总成,构建动力总成多体动力学分析模型和前端附件轮系动力学分析模型,结合台架实验进行结果验证分析,证明了计算方法的正确性和仿真分析模型的有效性。研究了搭载双质量飞轮和离合器式扭振减振器状态下的曲轴转速和变速器输入轴转速波动及其衰减率,证明双质量飞轮能有效降低变速器输入轴转速波动,利于改善传动系NVH性能。对比分析了搭载双质量飞轮和离合器式扭振减振器后发动机前端附件轮系的振动响应情况,重点分析了带轮转速波动、张紧臂角度、紧边带段张力、松边带段横向位移等参数,研究结果均表明搭载双质量飞轮会恶化前端附件轮系的NVH性能。     

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。     

电动助力转向控制策略探讨

通过分析和物理模型简化建立了电动助力转向系统的动力学模型.为了降低驾驶员施加于方向盘的转向力矩,并使驾驶员获得良好的路感,改善转向系的回正特性,提出了一种电动助力转向控制算法以提高转向盘的转向特性,探讨了一种基于转向盘转角估计的控制策略.同时,对提出的控制策略进行了仿真分析,结果表明此控制策略可提高转向盘的转向特性和稳定性.     

铰接摆动式AGV结构设计及运动学分析

自动导引车AGV在行驶过程中驱动轮与地面的接触情况对其运动性能具有重要影响，为了保证AGV在复杂路面上行驶时具有足够的附着力和较好的稳定性，课题组设计了一种铰接摆动式AGV。课题组对AGV进行整体受力分析，建立了减震结构的受力模型，确定AGV在凹陷和凸起路面的减震弹簧刚度范围；运用ADAMS动力学仿真软件对AGV小车进行了运动仿真，在满负载和空负载2种情况下分析了弹簧刚度对运行稳定性的影响，选取了合适的弹簧刚度。仿真结果验证了该结构及模型的合理性。铰接摆动式结构的设计及优化可以提高AGV在地面的行驶性能。     

强混CVT轿车模式切换控制

对一种并联式强混CVT轿车动力传动系统的工作模式及发动机、ISG电机和CVT的工作特性进行了分析。建立了各驱动模式的数学模型,对各驱动模式的工作区域进行了划分,制定了各驱动模式间切换的条件和行进中电机启动发动机的扭矩协调控制策略。利用Mat-lab/Simulink仿真软件建立了基于该控制策略的强混CVT轿车传动系统动力学模型,并进行了典型模式切换过程(电起机)的仿真研究。对行进中电机启动发动机过程进行了台架试验。仿真和试验结果均表明所提出的扭矩协调控制策略能有效减小该混合动力传动系统模式切换时的扭矩波动和冲击。     

基于空簧气动响应的高速列车交会动力学分析

空气弹簧的动态特性受其内部压力影响较大，为了更深入地分析动车组高速交会时的运行安全性，需要考虑空气弹簧在交会流场下的气动响应。将空气弹簧的气动流体力学模型与某型动车组的整车动力学模型相结合，以列车交会气动流场压力的时间历程作为空气弹簧与车体的外部激励，分析了动车组以不同车速交会时的动力学特性。研究结果表明，交会车速越高，空气弹簧的内压波动幅度越大；会车中车体的垂向平稳性优于横向平稳性；轮轨垂向力与轮重减载率受会车流场的影响较小，在会车时有较大的安全余量；当两车以450 km/h车速交会时，空气弹簧内压波动     

基于时域分析的汇流行星排内齿圈振动仿真与试验研究

针对汇流行星排在履带车辆综合传动装置工作中产生的振动问题,基于动力学传动理论综合考虑时变啮合刚度、扭转刚度、啮合阻尼等因素的影响,建立了汇流行星排齿轮系统直齿轮行星传动的平移-扭转模型,仿真计算分析内齿圈振动位移量与输入转速之间的对应关系。设计并搭建汇流排振动试验台进行200～1 500 r/min转速工况试验,分析了不同转速工况下内齿圈的时域特征与转速的变化规律。研究结果表明:转速越大,汇流行星排的内齿圈振动量越大,转速在200～1 000 r/min时X向与Y向振动变化不明显;在1 000～1 500 r/min时X向与Y向振动更加强烈,模型仿真结果与试验数据变化趋势一致,验证了所建模型的准确性。     

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.     

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。     

基于虚拟边界法的自励式缓速器温升计算模型

为推导自励式缓速器温升计算模型,以新型自励式缓速器样机作为研究对象,建立三维温度场解析方程,后基于虚拟边界法、电磁学和热力学理论,分别推导出自励式缓速器的温升方程和输出力矩随温度变化的数学表达式,最后通过台架实验对推导结果进行了验证。结果表明:推导出的数学表达式结果与台架试验结果基本符合,验证了此数学模型的可行性,为日后自励式缓速器的研究提供理论依据。     

基于转动热源的通风盘式制动器温度场分析

汽车盘式制动器在制动过程中存在着热力耦合现象。采用直接耦合法求解时间较长,且计算不容易收敛,而基于固定热源的顺序耦合法无法实现随制动盘摩擦热源的转动,不能准确模拟温度的真实变化情况。因此,提出在仿真时调用Abaqus用户子程序实现制动过程中的热源转动,将使用该方法得到的仿真结果与采用直接耦合方法、基于固定热源的顺序耦合法以及台架试验的结果进行对比,发现采用该方法能兼具前两种方法的优点,具有较好的工程应用价值。     

基于正交试验的间歇传动链动力学仿真研究

以间歇传动链为研究对象,建立了该系统的虚拟样机。运用正交法设计试验,选择输入轴转速、导轨材料阻尼系数、链条和导轨之间的库仑动摩擦系数、预紧弹簧刚度和集中质量共5个因素作为试验参数,以链条附件加速度值作为振动指标,进行了间歇传动链的动力学仿真研究。     

一种扩展的功能磁共振BOLD动力学模型研究

结合Friston的BOLD动力学模型与Agnes Aubert建立的脑电生理和代谢藕合模型,提出了一种扩展的BOLD动力学模型。对改进的模型讨论了血液动力学模型血流的非线性特性,把脑的新陈代谢与血动力学模型的血流、血体积关联起来,并对BOLD模型中的输入信号进行研究。得到了能更好地模拟实际生理过程的仿真结果。     

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。