履带式装甲车辆车体疲劳寿命预测仿真研究

装甲车辆薄壳车体的疲劳寿命是车辆维修性和保障性的重要指标,关系到车辆的使用安全性.针对明确预测装甲车辆薄壳车体的疲劳寿命主要依因素,传统采用试验方法周期较长、费用高且不准确.为解决上述问题,提出一种基于虚拟样机技术的新方法.先建立装甲车辆的刚-弹耦合动力学模型,然后提取任务剖面内各工况下车体薄弱部位动态载荷时间历程,并按照任务剖面编制载荷谱.采用名义应力法对车体的疲劳寿命进行预测.预测结果与车体疲劳寿命统计资料基本相符,证明了所提方法的可行性.研究成果为科学地制定车体维修保障标准提了供理论依据.     

自行火炮履带板多载荷疲劳寿命仿真

履带板的疲劳寿命是自行火炮维修保障体系中急缺的指标,但因测试动载荷和确定受力部位困难,至今无人尝试分析其疲劳寿命.测试动载荷是通过前人所建自行火炮行走系虚拟样机在虚拟路面上行驶实现的.通过重现仿真过程,观察履带板位置和载荷分量的幅值的对应情况,推断载荷分量的产生机理与履带板的受力部位.分析了履带板有限元多工况静应力分布.利用静应力结果和动载荷进行多载荷疲劳寿命仿真,找出了疲劳寿命薄弱位置,给出了疲劳寿命值.说明计算机仿真手段分析履带板的疲劳寿命,可以得到物理实验难以测试到的动载荷,避开繁琐的传统疲劳物理实验方法.最后提出了需进一步讨论的问题.     

基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统

虚拟试验场(VPG)是解决道路疲劳载荷数据采集(RLDA)问题的关键方法之一。然而,该方法的应用面临着多路况仿真周期长、载荷结果处理繁杂、数据查找与提取不便等难点。为了提高车辆仿真优化效率,本文设计一种基于ADAMS的虚拟试验场自动化仿真系统。通过分析虚拟试验场的应用难点,介绍了该系统实现批量化、自动化和可视化的处理方法,并在此过程中进行任务监督和仿真管理,保证了鲁棒性。仿真测试结果表明虚拟试验场的多路况仿真效率显著提升,进一步验证了该系统的有效性。     

自行火炮扭力轴强化疲劳寿命计算及分析

开展自行火炮强化试验研究,关键问题是如何计算强化路面下自行火炮扭力轴疲劳寿命.首先,基于虚拟样机技术,建立了某型自行火炮的虚拟样机,结合强化路面数字化模型,开展自行火炮行驶强化试验仿真,获得自行火炮悬挂装置关键件扭力轴的载荷时间历程.然后,利用有限元分析软件MSC.Nastran与疲劳分析软件MSC.Fatigue计算其疲劳寿命.最后,针对自行火炮在部分强化路面上行驶时,随着车速的提高,出现了扭力轴疲劳寿命不降反升的现象,利用振动学的相关理论,从路面、车速对载荷的影响规律入手,对这种现象的原因进行了分析,为自行火炮实车强化行驶试验方案的制订提供了数据参考.     

工程车辆ADAMS随机路面激励时域模型的建立

本文提出了整车随机路面激励时域模型的建立方法,为工程车辆ADAMS平顺性仿真分析准备输入,为车辆的悬架设计提供理论依据。当今计算机技术飞速发展,虚拟样机技术也应运而生,已经成为与物理样机实验同样重要的研究手段。机械工程中又把虚拟样机技术称为多体机械系统动态仿真技术,其中最优秀的虚拟样机软件是由美国MDI公司开发的ADAMS,它是集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机软件,可真实地仿真其运动过程,并且迅速地分析和比较多种参数方案,直至获得优化的工作性能,从而大大地减少了昂贵的物理样机制造的次数,提高产品设计质量,大幅度地缩短产品研制周期和费用。     

基于道路载荷谱的车身焊点疲劳寿命分析

针对目前汽车焊点疲劳分析方法精度低、建模复杂等问题,以某自主SUV车身焊点为研究对象,采集道路载荷谱,通过载荷虚拟迭代得到底盘与车身连接点的载荷.研究结果表明,对车身焊点分别使用基于力(载荷)和应力的疲劳分析,可以准确预测试验样车焊点开裂位置,缩短焊点疲劳分析周期.改进后的样车顺利通过耐久试验场验证.     

V2V环境下具有组策略防护特性的虚拟交通灯

在V2V环境下的虚拟交通灯可以通过车辆间直接交换的信息协商路权分配,且在设备获取相关信息时,车辆能够有策略地提供信息以获得优先路权。为适用于非可测量因素影响路权的场景,提出一种具有组策略防护特性的虚拟交通灯。通过将车辆提供的真实信息抽象为成本分摊与合作博弈,并设计组策略防护拍卖机制,利用Shapley值计算出每辆车的成本分摊作为车辆的支付。在此基础上,根据拍卖结果中真实的评价值建立绿灯信号,通过信号合并算法整合多次拍卖产生的绿灯信号,由此产生合理的路权分配。实验结果表明,该虚拟交通灯具有组策略防护特性,能够避免车辆形成虚报信息的联盟来获取利益,也能避免车辆通过虚报私有信息来获得路权优先权,与具有固定绿灯通行数量阈值的虚拟交通灯相比,组策略防护的虚拟交通灯在整体平均行驶时间以及高评价值车辆的平均行驶时间上均有一定改善。     

基于视频的多目标车辆跟踪及轨迹优化

为了获取交通视频中车辆的运动轨迹,提供道路动态交通信息,提出一种基于Yolo3目标检测和KCF目标预测相结合,关联历史轨迹预测结果和检测结果的长时间多目标车辆跟踪算法;对采用机器视觉获取的车辆轨迹非平滑现象,提出通过Savitzky-Golay滤波器对原始的车辆轨迹进行平滑优化。对比测试场景中车辆轨迹优化前后,优化后的轨迹在保留原有车辆运动特征的前提下,改善了轨迹平滑性,提供的动态交通信息更能反映车辆真实运动状况。     

基于道路谱的汽车车身疲劳分析

为提高汽车耐久性能,基于道路谱的车身疲劳分析,以实车道路试验采集得到的加速度、位移和应变等数据作为输入进行虚拟迭代;以车身接附点力和力矩等虚拟迭代结果作为疲劳分析的输入进行车身疲劳分析和优化,使车身耐久性能满足可靠性能目标.     

基于虚拟迭代的轿车车身耐久性虚拟试验方法

针对轿车车身开发过程中传统耐久性试验周期长、费用高且不容易在开发前期暴露风险的问题,采用虚拟试验方法,基于实测道路载荷谱并结合多体动力学及有限元仿真技术进行车身疲劳寿命预测.仿真结果与实测应变片台架试验结果一致性很好.该方法能够快速反映风险,大幅缩短开发周期、降低费用.     

亚轨道飞行器返回段动力学虚拟样机设计

为进行亚轨道飞行器返回段飞行仿真实验,详细划分返回段动力学虚拟样机层次结构,建立虚拟样机各子系统数学模型,并以此为基础在VPM（Virtual Prototype and Modeling）仿真平台上实现亚轨道飞行器返回段的动力学虚拟样机设计．使用现有的亚轨道飞行器总体方案在该虚拟样机系统上完成虚拟实验,仿真结果表明,该虚拟样机系统设计合理,可以为今后的亚轨道飞行器研制工作提供一定的技术支持．     

高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机设计

在研制物理样机之前建立动力学虚拟样机,可以对已有的方案进行论证、对产品进行测试和评估以及全系统的合成仿真,能够有效的缩短研制周期和节约研制经费.详细划分了高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机系统的层次结构,建立了样机子系统数学模型,并以此为基础,应用模块化设计思想,在仿真平台上实现了虚拟样机系统及其子系统的样机仿真模型设计.使用现有的高超声速巡航飞行器的总体方案对虚拟样机系统进行了仿真验证,通过对结果的比较分析可以得出,样机系统设计合理,将为高超声速巡航飞行器的研制提供重要技术支持.     

车辆平顺性的虚拟现实仿真技术

探讨了基于虚拟现实的车辆平顺性振动仿真原理，利用软件编程的方法实现了汽车在虚拟道路上的行驶运动。汽车行驶时，能够表现车箱(包括驾驶员)的垂向运动、横向运动和俯仰运动，驾驶员的垂向运动、横向运动和俯仰运动，汽车轮胎的旋转运动。其运动规律皆由车辆平顺性动力学分析数据来确定。从而实现了车辆平顺性振动运动在计算机屏幕上的虚拟显示，以图形图像运动来直观的表现车辆的平顺性。     

The Virtual Prototype Model Simulation on the Steady-state Machine Performance

Articulated tracked vehicles have high mobility and steering performance. The unique structure of articulated tracked vehicles can avoid the subsidence of tracks caused by high traction from instantaneous braking and steering. In order to improve the accuracy of the steady-state steering of the articulated tracked vehicle, the velocity of both sides of the track and the deflection angle of the articulated point need to match better to achieve the purpose of steering accurately and reduce energy consumption and wear of components. In this study, a virtual prototype model of the articulated tracked vehicle is established based on the multi-body dynamic software RecurDyn. The trend of the driving torque and power of each track changes as the velocity difference of two sides of the tracks and the traveling trajectory of the mass center of the front vehicle change in a specific condition are obtained by the experiment. The experimental results are compared and verified with the results obtained from the virtual prototype simulation. The change law of driving power in the steadystate steering process on the horizontal firm ground as changing the velocity difference of two sides of the tracks, the theoretical steering radius, and the ground friction is obtained by the virtual prototype model simulation analysis. The steering inaccuracy and track slip rate are used as indexes in evaluating the steady-state steering performance of the articulated tracked vehicle. The research provides references for the study of steady-state steering performance of articulated tracked vehicles.     

铰接履带式海底采矿车越障性能仿真研究

针对产于复杂恶劣地形海山表面的深海矿产资源钻结壳,提出了钴结壳采矿车采用铰接式履带车的技术方案,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS/ATV履带车工具包,开发了铰接履带式海底采矿车的三维动力学模型和虚拟样机,进行了其通过垂赶障碍和沟槽地形的越障性能仿真研究和结果分析.仿真研究表明,铰接履带式海底采矿车建模正确,仿真真实,越障性能优良,且超过我国钴结壳采矿车技术要求,仿真数据可为物理样机研制提供技术参考.     

四足机器人动态步行仿真及步行稳定性分析

为了研究影响四足机器人动态稳定步行的因素,使用ADAMS虚拟样机软件对四足步行机器人动态步行进行运动仿真。文中详细叙述了从机器人的运动轨迹规划、将MATLAB计算数据输入ADAMS,到由ADAMS施加力和约束、建立步行机器人虚拟样机的具体方法和步骤。从理沦及仿真结果两方面对影响机器人稳定步行的因素进行了较全面的分析和验证,如步长、步行周期、起步等。通过虚拟样机实验弥补了由于客观条件限制无法在物理样机上进行的部分实验内容,发现了机器人起步方式对步行稳定性具有明显影响并进行了分析。研究结果及所用的MATLAB-ADAMS联合仿真方法对四足步行机器人的设计研究以及仿真实验工作都具有指导意义。     

基于有限元仿真的特种越野车结构疲劳寿命预测

为缩短新车开发周期、节约样车制造费用，给车辆轻量化设计提供参考，在计算机仿真环境下预测了某特种越野车关键部件的疲劳寿命。基于该车结构有限元模型动力学计算的频响结果，对计算模型施加不同车速下等级路面位移谱，得到了不同车速不同级别路面下该车关键部件的应力响应谱，并在此基础上运用随机疲劳理论预测了该车的疲劳寿命。所研究的内容为车辆的疲劳寿命预测提供了较为可靠的流程和方法，所预测寿命结果在合理范围内，并提供了关键部件疲劳寿命的薄弱位置。     

重型车辆虚拟试验平台的构建

虚拟试验是一种先进的计算机仿真技术,在虚拟环境中利用数字化样机代替物理样机,对产品的性能进行试验分析.构建一个虚拟试验平台,可以开发能够进行车辆的调试、检测及性能评估的虚拟环境,对于高效、低成本地进行产品研发起到相当重要的作用.通过分析重型车辆在设计过程中所涉及到的各种试验的类型及特点,提出一种构建虚拟试验平台功能的模式.该模式基本解决虚拟试验平台构建所面临的功能和结构问题.