客车座椅设计参数对乘员正面碰撞伤害影响的仿真研究

利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立了包括客车车体、安全带和假人的乘客约束系统正面碰撞模型;对模型进行计算求解后得到乘员头部、胸部伤害响应曲线和HIC、胸部3MS加速度、胸部压缩量等损伤值.与实车碰撞试验结果进行对比可知,模型较真实地反映了碰撞试验过程.利用该模型对安全带形式、座椅间距、坐垫倾角和靠背刚度对乘员的HIC、胸部3MS加速度、胸部压缩量和左右大腿力等损伤值的影响进行了比较研究,分别得到了4个座椅设计参数与乘员损伤值的关系,提出了减小乘员伤害的方法.     

爆炸环境下乘员约束系统参数分析及优化

针对特种车辆在底部爆炸环境下乘员座椅受到瞬时高强度冲击时的防护性能进行研究,建立整车爆炸环境,利用仿真计算与试验所得座椅底座加速度进行乘员约束系统冲击输入验证,借鉴普通乘用车加权伤害准则,对乘员约束系统中弹簧刚度、黏性阻尼系数、坐垫刚度与安全带刚度四因素运用试验设计、响应面技术进行相关参数灵敏度分析,并通过遗传算法对代理模型完成参数优化工作,研究发现:优化后的乘员约束系统参数相对初始值达到10.5％的综合防护性能提升.     

单楔块双向逆止器接触应力仿真分析

为了减少卡滞现象,设计一种单楔块双向逆止器并列举两种实例进行自锁分析。采用PROE软件建立了两种单楔块双向逆止器的三维模型。通过ANSYS有限元分析进一步验证楔块的自锁性,研究表明：楔块自锁的理论计算结果与有限元分析结果具有较好的一致性,设计的此种单楔块双向逆止器具有一定的自锁能力。     

基于实车正面碰撞试验的Q3假人伤害研究

针对目前国内相关标准缺乏对儿童假人在实车正面碰撞工况下的评价,综合分析了国内外儿童假人评价现状,进行了涉及A级、B级、SUV和MPV等车型的17个实车正面碰撞试验,将Q3儿童假人放置于驾驶员侧的后排座椅.结果显示,头部3 ms合成加速度平均值为88.51g,最大值为107.32g;颈部Z方向受力的平均值为3.09 kN,最大值为4.28 kN;儿童假人胸部压缩量的平均值为32.82 mm,最大值为40.67 mm;儿童假人胸部粘性指数的平均值为0.35 m/s,最大值为0.73 m/s.通过试验数据的分析,儿童乘员的头部、颈部和胸部有受伤的风险,应纳入评价指标.本研究为儿童假人评价标准的建立提供借鉴.     

磁环型准零刚度隔振系统动态特性

特种车辆由于其作战、行驶环境复杂多变，使乘员及车载大型精密设备常暴露于低频大幅振动环境中，直接影响作战功效，甚至危及生命安全、引发严重的设备故障。为有效隔离其低频振动，开发了一种磁环型准零刚度隔振系统，对其系统刚度特性和隔振特性进行了理论与实验研究。基于磁电理论和刚度耦合理论，建立正、负刚度理论模型，获得了系统等效刚度，对其刚度机理与参数特性进行分析；进一步建立准零刚度隔振系统的非线性动力学模型，采用谐波平衡法和牛顿-拉夫森迭代法对系统非线性动力学方程进行求解，分析与评估其隔振特性，并搭建实验台进行验证。研究结果表明：负刚度机构具有明显的负刚度效应，与正刚度系统配合，可产生较宽的准零刚度区间；与线性系统相比，该准零刚度隔振系统隔振频带向低频区拓宽71.9%,共振峰值降低65.7%,稳态区间下位移响应幅值下降75%,加速度响应幅值下降80%,具有更宽的隔振频带和更大的振动衰减率。     

安全带佩戴视觉检测系统仿真研究

为克服现有的安全带报警系统存在的不足,提出了一种安全带佩戴视觉检测系统并通过MATLAB实现．该系统首先把采集到的彩色图像转化为灰度图像并进行预处理,然后设计了合适的感兴趣窗口（WOI）,用该WOI对灰度图像进行截取,以削减图像数据运算量,同时有效排除了其他区域的干扰,增强了安全带特征．选取合适的全局阈值进行图像分割,计算得到的二值图像中的亮点比率,与设定的亮点比率阈值进行比较,从而判别出安全带是否佩戴规范．再利用MATLABR2012a软件开发了安全带佩戴视觉检测系统软件,实现了对安全带佩戴规范与否的检测．最后,试验选取不同乘员身穿不同衣物,在不同光照环境下进行图像采集与检测试验,总体正确识别率达98．3％．试验结果表明,该检测系统快速有效,具有较强的鲁棒性和实时性．     

减振器动刚度特性研究

动刚度特性是减振器设计及选型的重要指标,通过改变减振器刚度和阻尼,使系统避开共振区间,以发挥减振器最佳减振效果是目前的研究重点。针对目前减振器动刚度特性研究较少的情况,提出一种减振器的动刚度计算方法。通过静力实验获取加载和卸载的变形-力曲线,拟合得出减振器静刚度值;根据静刚度值和单自由度系统动刚度计算公式获得动刚度随频率变化规律;设计减振器动刚度验证实验。研究结果表明：该动刚度计算结果和实验结果吻合情况较好,误差平均值在6%以内,可为实际工程的减振器选型及应用提供参考。     

静压止推气浮轴承动特性的微扰动法研究

为了实现对静压气浮轴承的动特性进行研究,提出并设计了一种具有可变截面积均压槽的静压气浮轴承,结合气浮轴承的力学振动模型采用微扰动法建立了气浮轴承动态控制方程,运用有限差分法对气浮轴承动态控制方程进行了数值求解,得到了气浮轴承的动态刚度和阻尼。计算结果表明：当振动较小时静压止推气浮轴承的动态刚度值与静态刚度值相当,在气膜间隙为5.5 μm左右时,气浮轴承的动、静刚度均达到最佳值;在同一供气压力下,随着气浮轴承气膜间隙的增大,其动阻尼呈非线性减小,气膜间隙对气浮轴承动阻尼系数的影响较大。     

SUV-载人摩托车事故中摩托车驾乘人员的损伤研究

为研究载人摩托车与运动型多功能车(SUV)迎面碰撞时,不同碰撞条件对摩托车驾驶人与乘客的头部损伤的影响,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的一起案例,利用Pc-Crash软件建立摩托车、驾驶人、乘客与SUV的碰撞模型,并利用案例中的相关数据验证模型的有效性.在此基础上以摩托车车速、SUV车速、碰撞位置角为试验变量,进行摩托车事故仿真试验.结果表明:摩托车驾乘人员头部HIC值随碰撞速度增大而增加,驾驶人的头部损伤受碰撞速度、碰撞位置角影响远大于乘客,在相同的碰撞条件下驾驶人头部损伤大于乘客.     

移动电站散热系统三维流动的数值模拟与优化

应用PRO/E软件建立移动电站散热系统三维模型,运用Fluent对系统内冷却空气流场进行仿真研究.利用散热器、风扇试验数据建立了验证散热系统阻力特性、散热风扇压阻特性以及散热器传热特性等主要特性的模型.结果表明,原散热系统的设计方案存在空气回流等问题,文中对原散热系统的设计进行了优化,结果表明:优化后散热器散热量增大8 kW,散热系统冷却空气出口温度降低约3℃,设计方案能够达到预期的效果.     

舵机卡死对X型舵飞航导弹控制性能的影响

建立了X型舵飞航导弹舵机卡死故障条件下执行机构输入与输出的关系模型,分析了舵机卡死引起舵效降低、常值误差和控制耦合三方面效应对导弹控制性能的影响。为考察不同时刻舵机卡死影响的差异,建立了导弹六自由度数学模型。仿真结果表明,单个舵机卡死会造成导弹控制性能下降,命中点散布变大; 在一些极端初始条件下,俯仰和偏航通道产生严重的控制耦合,会使弹道畸变,导致导弹坠落。对飞行试验中出现的案例进行分析,验证了仿真分析结论的正确性。     

包装密封性在线检测锁紧装置设计与仿真计算

为提高军工产品包装物密封检测工序的测试精度、本质安全性与自动化程度,对某军工包装物密封性在线检测装置锁紧机构进行设计和仿真计算分析.结果表明:在检测压力为0.05 MPa时,采用铜、钢为检测仓与锁紧装置材质,锁紧机构夹持力大于检测箱检测气压产生的向上的力,锁紧装置锁紧力和强度满足要求;锁紧装置的锁紧销与锁紧座的安全系数分别为12.3和7.17,均大于安全系数经验值,强度满足设计要求,能够稳定可靠工作.     

镁合金座椅设计及动态行李碰撞仿真

镁合金作为轻量化材料,应用到汽车零部件中可以实现较大幅度的减重效果。而镁合金挤压型材在汽车零部件设计中的应用较少。将镁合金挤压管材作为后排座椅骨架的基本型材,通过多次弯曲得到座椅骨架,并基于Dynaform软件,对挤压管材的各段弯曲部位进行仿真,得到具有工艺可行性的弯曲半径设计。对新设计的镁合金座椅进行动态行李保持仿真,结果表明新设计的镁合金座椅能承受行李对其的动态冲击。     

车辆座椅变刚度变阻尼减振的研究

基于双磁流变阻尼器构建了变刚度变阻尼的座椅半主动减振系统,建立了人体-座椅的2自由度动力学模型;对该半主动变刚度变阻尼系统的座椅减振方式采取了开关控制算法.将系统模型在MATLAB—SIMULINK中进行相应的建模仿真,并与被动减振模型进行对比分析.仿真结果表明,人体加速度均方根值要减小72.8%,人体垂直位移均方根值要减小18.4%,大幅度降低了人体所受的振动强度,能有效地改善座椅的减振效果.     

座圈晃动对火炮高低机仿真结果的影响研究

在传统的火炮设计及仿真过程中,通常假设部件之间为理想约束,认为座圈等结合部的轻微晃动对整体结构的影响很小,可以忽略。但采用这种方式对某大口径火炮的高低机进行动力学仿真时,发现仿真结果与射击测试结果完全不符。为研究问题原因,改进仿真方法,提高仿真对设计的指导意义,通过分析高速摄像拍摄到的火炮射击过程,依次考虑炮塔变形和座圈晃动的影响,在RecurDyn中进行动力学计算,将炮塔作为FFlex柔性体;再使用ABAQUS计算座圈的变形及晃动情况,并根据该计算结果,在RecurDyn中用弹簧阻尼单元模拟座圈的晃动。计算结果表明,将炮塔考虑为柔性体后,仿真结果仍不与测试结果相符,但考虑座圈的晃动之后,仿真结果与测试结果能够较好吻合,误差可控制在15%以内。根据该仿真结果,对火炮进行改进,射击过程中闭锁平衡机的油腔可有效提高火炮的射击稳定性。     

弹簧缓冲器对某机枪射频和后坐力的影响分析

为研究缓冲架座对轻型遥控武器站的影响,建立一种某机枪和连接机枪与枪架的弹簧缓冲器的虚拟样机模型。利用三维作图软件 Pro/E和动力学仿真软件 ADAMS建立虚拟样机模型,通过进行不同条件下模型的仿真,分析了缓冲器对机枪射击时射频的影响和对传递至枪架后坐力大小的影响。结果表明：弹簧缓冲器会降低武器射频同时明显减小传递至枪架的后坐力,有缓冲器时机枪三连发射击每两发间的射频减小,且射击时传递至枪架的后坐力峰值较无缓冲器时减小88.3%。     

液力传动车辆闭锁充油动态缓冲特性优化

以某型液力传动车辆为研究对象,为提升液力工况向机械工况过渡过程中闭锁品质,尤其是减小车辆闭锁过程中产生的冲击,对闭锁离合器的动态缓冲特性开展理论和试验研究。建立具有闭锁功能的液力变矩器及其主、被动端动力学系统仿真模型,分析闭锁过程的快速充油、缓冲升压及阶跃升压各阶段对闭锁品质的影响,采用最优拉丁超立方试验设计方法,对缓冲升压阶段的缓冲斜率进行优化,通过所构造的闭锁品质评价函数比较优化前后冲击度、滑摩时间及滑摩功等品质评价参数,并搭建闭锁特性试验验证台架对优化前后闭锁品质进行验证。研究结果表明,所建立的动力学系统仿真模型能够对动态闭锁过程进行准确预测,优化后闭锁品质较优化前有明显改善,冲击度显著降低,基于闭锁品质评价函数的品质优化方法能够为液力传动车辆的闭锁特性的设计和研究提供理论参考。     

高扭矩无级变速器原理及设计

无级变速器(CVT)是一种理想的变速器,但由于不能承受大扭矩的冲击,金属带容易损坏而没有被广泛的应用.本文研究的是一种新型的高扭矩无级变速器(HCVT),在分析HCVT的工作原理和基本结构的基础上,对传动带进行静态力学分析;在多学科动力学仿真平台SimulationX 上,搭建HCVT的三维动力学模型进行运动学分析.分...