客车车身有限元强度分析载荷条件的确定

讨论了以往汽车车身有限元分析未见论及的紧急制动工况，模拟计算客车车身的静弯曲、强扭转和紧急制动工况下的车身强度，经与客车定型可靠性道路试验结果对照，两者相当一致，可见车身强度分析时，必须考虑各种载荷条件才合理。     

基于惯性释放的微型客车车身强度分析

基于某微型客车车身的CATIA模型,运用前处理软件HyperMesh建立了车身结构的有限元模型;针对6个不同工况下的载荷边界条件,通过ADAMS/Car确定其载荷输入,采用惯性释放原理,对整车车身进行了较为全面的强度分析;计算了车身结构中薄弱件的安全系数,为验证和改进车身结构的设计提供了准确可靠的理论依据.     

基于协同优化和多目标遗传算法的车身结构多学科优化设计

在汽车车身结构NVH和侧面碰撞安全性研究中,实施多学科多目标优化的可行性设计。通过试验设计制定试验方案并进行数据采样,构建考虑整车侧撞安全性、白车身模态、静态弯曲刚度、扭转刚度和轻量化等性能的响应面近似模型,然后对车身结构分别进行确定性和可靠性轻量化单目标设计。最后,运用多目标遗传算法结合多学科协同优化对车身结构进行多目标优化设计,获取Pareto最优化解集。研究结果表明:可靠性优化设计较确定性优化设计而言,能考虑产品设计和生产过程中的不确定性因素,保证产品稳健性;车身结构的多目标优化设计全面考虑了车身结构轻量化、NVH和碰撞安全性能等多学科之间的耦合和解耦;设计者可按需选择其满意的优化结果,这将大幅缩减产品开发周期、降低产品开发成本。     

对微型汽车门锁系统耐惯性力的研究

门锁是汽车中的常规安全零件，对汽车的安全性能有着至关重要的作用。在设计门锁的过程中，必须要在保证其可靠性的同时确保其有绝对的安全性能。其安全性能指标包括载荷能力、耐惯性力等，因此，在汽车门锁的实际设计过程中，也应首先考虑这两种特性，这样才能使门锁安全性、可靠性、实用性均得到保障。着重对门锁的耐惯性力的特性进行分析，希望可以使门锁的设计更为实用，从而保证汽车整体的安全性能。     

一种基于响应面法的动力涡轮轴强度可靠性分析计算方法

动力涡轮轴在工作时承受着较大离心载荷、预紧力载荷、热载荷以及扭矩载荷等,为提高动力涡轮轴的安全性,研究其可靠性具有重要的现实意义,以动力涡轮轴为研究对象,考虑材料性能、结构尺寸和载荷参数的随机性,对其进行参数化建模,通过混合模拟(有限元、响应面、改进一次二阶矩法三者结合)的方法对其进行可靠性分析,该方法计算量小、拟合精度高、速度快。     

基于有限元法的某车型白车身耐久分析

运用惯性释放方法得到某车型白车身有限元模型的应力分布状况,再通过六分力传感器测得该车型在试车跑道上的道路载荷,结合多体动力学分析等多重CAE手段,对该车型白车身进行结构耐久分析;计算疲劳寿命,对寿命较短的区域进行改进,以减少白车身结构耐久性风险。     

汽车驱动桥主减速器圆锥滚子轴承滚子接触应力分析

对汽车驱动桥主减速器圆锥滚子轴承进行弹性流体动力润滑分析,根据润滑油的物理参数和滚子承受的载荷,求出了油膜压力和摩擦因数.然后利用有限元软件对受载荷最大的滚子进行了有限元分析,得出了滚子在外部载荷和惯性力作用下的接触应力分布,得出驱动桥主减速器工作时的惯性力对圆锥滚子轴承的影响是必须考虑的因素.     

基于迭代学习控制电液伺服力加载系统惯性力的补偿研究

电液伺服力加载系统响应快、控制精度高,被广泛地应用在各类测试装置中。惯性是物理学中最基本的概念之一,在电液伺服力加载系统中惯性力主要由质量和加速度决定,质量和加速度越大产生的惯性力也就越大。在科学实验过程中,动态加载时较大的加速度会产生较大的惯性力,惯性力会影响力加载的控制精度,从而引起实验精度的下降。绝大多数情况下,惯性力与加载力相比相对比较小,完全可以忽略。然而在高频小载荷的加载场合,由于加速度大、加载力小,此时应考虑惯性力的影响。基于此,该文分析了高频小载荷条件下惯性力对加载力的影响,在Matlab/Simulink中建立了电液伺服力加载系统的数学模型,提出采用迭代学习控制的方案实现惯性力的补偿,以土工常用的电液伺服动三轴试验仪为例开展仿真研究,研究结果表明:迭代学习控制方案能较明显地提高动态加载的控制精度。     

起重视传动机构的动载荷和动力系数

起重机械的强度计算过去是以静力学为基础的。后来由于机构的运动速度提高,同时考虑了惯性载荷,便把系统看成是刚性系统所确定的不稳定运动时的加速力作用系统。最近二、三十年来,对起重机的弹性振动问题进行了一系列的理论探讨和试验研究,揭示了起重机作为弹性系统在不稳定运动时期动载荷的变化规律。这些研究工作表明,考虑了实际存在的弹性振动后所确定的动载荷比以刚体假定为前提求得的惯性力大,因此起重机结构件和传动零件的强度计算最大工作载荷应以振动最大载荷为依据。     

浅述轿车车身刚度

车身刚度影响到轿车的可靠性、安全性、操纵稳定性、NVH性能、燃油经济性、工艺性等方面,对于车身设计来讲有着举足轻重的作用,现代车身设计越来越广泛地采用CAE及试验手段来分析验证车身的刚度。分析刚度对车身的影响并说明一些常规的试验以及结构设计过程中需要考虑的内容,简述了车身的刚度问题。     

基于轮胎六分力的某商用车车架疲劳分析

实验以某重型商用车车架为研究对象,在汽车的3个车轴上共安装6个六分力仪,并在定远试验场多种路况下进行实车测试,获得车轮轮心处六分力。在HyperMesh中对车架进行有限元建模并应用惯性释放理论获得车架的单位载荷应力场分布。在ADAMS中建立整车刚柔耦合动力学模型,并将实车测试获得的轮心六分力导入模型中进行仿真,求得车架与悬架接附处的载荷谱。结合车架单位载荷应力场分布、车架与悬架接附处的载荷谱及车架材料的应变（ε）-疲劳寿命（N）曲线,根据线性累积损伤理论,使用nCode软件对车架进行疲劳仿真分析,分析结果表明该车架可靠寿命符合国家相关安全规定,满足设计要求。该仿真结果也被试验所验证。     

Theoretical research and experimental validation of elastic dynamic load spectra on bogie frame of high-speed train

When a train runs at high speeds, the external exciting frequencies approach the natural frequencies of bogie critical components, thereby inducing strong elastic vibrations. The present international reliability test evaluation standard and design criteria of bogie frames are all based on the quasi-static deformation hypothesis. Structural fatigue damage generated by structural elastic vibrations has not yet been included. In this paper, theoretical research and experimental validation are done on elastic dynamic load spectra on bogie frame of high-speed train. The construction of the load series that correspond to elastic dynamic deformation modes is studied. The simplified form of the load series is obtained. A theory of simplified dynamic load–time histories is then deduced. Measured data from the Beijing–Shanghai Dedicated Passenger Line are introduced to derive the simplified dynamic load–time histories. The simplified dynamic discrete load spectra of bogie frame are established. Based on the damage consistency criterion and a genetic algorithm, damage consistency calibration of the simplified dynamic load spectra is finally performed. The computed result proves that the simplified load series is reasonable. The calibrated damage that corresponds to the elastic dynamic discrete load spectra can cover the actual damage at the operating conditions. The calibrated damage satisfies the safety requirement of damage consistency criterion for bogie frame. This research is helpful for investigating the standardized load spectra of bogie frame of high-speed train.     

MRAS state estimator for speed sensorless ISFOC induction motor drives with Luenberger load torque estimation

This paper presents a novel method for estimating the load torque of a sensorless indirect stator flux oriented controlled (ISFOC) induction motor drive based on the model reference adaptive system (MRAS) scheme. As a matter of fact, this method is meant to inter-connect a speed estimator with the load torque observer. For this purpose, a MRAS has been applied to estimate the rotor speed with tuned load torque in order to obtain a high performance ISFOC induction motor drive. The reference and adjustable models, developed in the stationary stator reference frame, are used in the MRAS scheme in an attempt to estimate the speed of the measured terminal voltages and currents. The load torque is estimated by means of a Luenberger observer defined throughout the mechanical equation. Every observer state matrix depends on the mechanical characteristics of the machine taking into account the vicious friction coefficient and inertia moment. Accordingly, some simulation results are presented to validate the proposed method and to highlight the influence of the variation of the inertia moment and the friction coefficient on the speed and the estimated load torque. The experimental results, concerning to the sensorless speed with a load torque estimation, are elaborated in order to validate the effectiveness of the proposed method. The complete sensorless ISFOC with load torque estimation is successfully implemented in real time using a digital signal processor board DSpace DS1104 for a laboratory 3 kW induction motor.     

重型自卸车K36车架有限元分析及改进设计

重型自卸车车架受载状况复杂,其变形严重影响汽车的安全性、可靠性。在CATIA中建立K36重型自卸汽车车架几何模型,并运用HyperMesh软件转化为有限元模型。同时提出了多层板结构的建模及连接关系处理方法,利用ANSYS对满载时弯曲和扭转工况进行了静力学分析和模态分析,分析结果与《中国重汽——关于车架底盘件质量问题的报告》中反馈的横梁开裂问题相吻合。合理改进车架结构,对提升车架质量有重要的理论意义和工程应用价值。     

纯电动汽车综合性能试验台的国内外现状与改进

针对纯电动汽车研究开发的需要,介绍了台架试验的必要性,分析了目前纯电动汽车综合性能试验台架的国内外研究现状,提出了主要由机架、道路模拟装置、加载装置、惯性模拟装置等组成的纯电动汽车综合性能试验台架,结合电动车试验实际要求,指出了电动轮台架试验是轮毂电机驱动的电动汽车研制阶段中的重要环节,并介绍了一种具备多项改进设计的电动轮综合性能试验台的方案.研究结果表明,该方案能够真实地模拟实际汽车行驶的各种工况,而且还具备电机试验、垂直加载试验、机电耦合制动试验、侧向力试验等多种拓展功能,对研究轮毂电机驱动的纯电动车各项性能具有较大的实际作用.     

基于多源数据融合的采煤机截割载荷预测方法

为解决单一传感信息对采煤机截割载荷预测精度低的问题,提高采煤机运行安全状态的感知能力,在应用深度信念网络（DBN）的基础上,引入贝叶斯正则化（BR）方法和粒子群优化（PSO）算法,提出了一种基于多传感器的采煤机滚筒载荷辨识与预测方法。构建BR-PSO-DBN预测模型,以惰轮轴传感器、连接架销轴传感器和摇臂应变传感器监测的22组测试数据为输入样本,预测滚筒截割三向载荷与扭矩。依托截割载荷实验系统进行现场测试,并将实测结果与预测结果进行对比分析,结果表明：实测曲线与预测曲线变化规律基本相同,峰值点相对应,模型对滚筒三向截割载荷的预测精度达到83%以上,其中对滚筒扭矩预测精度达到95%,说明预测模型具有较高的预测精度,能够为现场应用指导安全生产提供参考。     

考虑疲劳寿命的某中型商用车车架轻量化设计

为提升某国产商用车车架可靠性、经济性设计水平,对其进行抗疲劳轻量化仿真研究。首先基于多体动力学软件ADAMS/Car建立整车刚柔耦合装配,模拟整车满载时在B级路面以50km/h速度行驶的工况,提取车架与悬架连接处的载荷-时间历程,结合惯性释放法得到的单位载荷下的应力响应,基于车架材料的S-N曲线对疲劳寿命进行预测;分析结果表明:车架疲劳寿命为62.99×10^4km,符合国家《机动车强制报废标准规定》关于中型商用车安全行驶里程为60×10^4 km的要求。其次结合Morris全局灵敏度分析进行商用车车架疲劳寿命显著因子的筛选。最后基于最优拉丁超立方法进行实验设计,Kriging近似模型进行拟合,ASA自适应模拟退火算法进行优化,使商用车车架在满足《机动车强制报废标准规定》疲劳寿命的基础上减轻其质量,达到轻量化的目标。     

自动导引车骨架结构优化设计

针对目前自动导引车自重系数较大的问题,以等强度、轻量化为研究目标,提出了一种适用于自动导引车骨架结构的优化设计方法。在对车身骨架结构进行力学分析的基础上,利用数学规划得出载荷分配与车轮位置的关系,得到车身骨架拓扑优化问题的约束条件,基于变密度法与优化准则法推导并建立了一种适用于自动导引车骨架结构的多准则优化模型,利用优化软件进行求解。最后,利用有限元软件对建立的优化模型进行仿真分析。仿真结果表明,所提方法用于自动导引车车身骨架优化是可行的。     

高刚重比天线结构刚强度优化设计与分析

天线的发射和接收性能取决于反射面的形面精度,而结构刚强度是决定天线反射面形面精度的主要指标,因此对天线结构进行优化设计非常必要。文中提出了一种具有高刚重比的车载天线结构,采用ANSYS有限元分析软件对天线自重、抗风载荷和振动载荷性能进行了力学仿真分析。仿真结果表明,井形背架结构和桁架形背架结构均可为反射面提供高刚度的结构支撑,桁架形背架结构在强度方面优于井形背架结构,其最大应力值比井形背架结构的最大应力值小43.8 MPa,从而验证了该高刚重比车载天线结构优化设计的合理性和可靠性,可为同类型天线的设计提供理论支撑。