基于优化准则的约束阻尼材料优化配置

构建了以模态阻尼比为目标函数,阻尼材料用量为约束条件的拓扑优化模型。分析了模态阻尼比对基结构单元的灵敏度,导出了灵敏度表达式。在此基础上,提出了基于一种进化方式的约束阻尼材料优化配置方法。给出了几个典型算例,获得了满足阻尼材料用量的约束阻尼材料最优拓扑构型。研究表明:提出的优化模型和准则是正确的,能有效应用于约束阻尼材料的优化配置,为优化阻尼材料分布,降低结构振动与噪声,开辟了崭新的技术途径。     

车辆主动差速器转矩横向传递及动力性能分析

为分析汽车主动差速器的驱动力矩横向转移特性及车辆动力性能损失情况,考虑非线性轮胎模型及驱动桥中各部件转动惯量对其产生的影响,建立能够反映其动力学响应和运动学特性的主动差速器状态空间模型,并在MATLAB/Simulink环境下对坡道直线加速行驶工况下的车辆主动差速器主要性能进行仿真研究。仿真结果表明:主动差速器能够在车辆加速行驶工况下通过左、右车轮之间的驱动力矩横向转移产生直接横摆力矩,在提高车辆操纵稳定性的同时降低对车辆动力性能的影响。     

异径变节距悬架弹簧刚度特性逆向分析

利用变刚度螺旋弹簧的离散化分析思想,提出了一种异径变节距悬架弹簧的逆向分析方法.同时,对某车型异径变节距悬架弹簧进行逆向分析,获得该弹簧的刚度特性曲线,并与该弹簧的台架试验结果进行比较,验证了异径变节距悬架弹簧逆向分析方法的正确性.     

约束层阻尼短圆柱壳拓扑优化分析及实验研究

针对约束层阻尼短圆柱壳拓扑优化问题,采用基于模态应变能法的渐进结构优化算法（ESO）,引入独立网格滤波技术, 通过灵敏度分析,用ANSYS的参数化设计语言APDL编写拓扑优化程序,获得一定约束层阻尼材料用量的约束层阻尼最优拓扑构形,并对约束层阻尼材料的优化布局进行实验验证。研究表明该拓扑优化方法正确,用于短圆柱壳约束层阻尼材料布局优化具有较强的工程实用性。     

圆柱壳体阻尼材料布局拓扑优化研究

采用渐进结构拓扑优化方法,以阻尼结构模态损耗因子最大化为目标,阻尼材料体积分数为约束条件,阻尼胞单元为设计变量,建立了圆柱壳体阻尼材料布局拓扑优化模型,对约束阻尼以及自由阻尼材料布局进行了拓扑优化。研究了阻尼结构模态损耗因子对阻尼胞单元位置的灵敏度,导出灵敏度计算表达式。根据渐进优化算法的优化准则,通过逐步删除利用率低的材料,使目标模态损耗因子达到最大化。给出了数值计算的例子,理论计算结果验证了拓扑优化设计方法的正确性和有效性     

微造型对滑动轴承摩擦学性能影响的研究

基于N-S方程,利用ANSYS中CFX模块,进行微造型滑动轴承计算流体力学(CFD)分析,着重讨论微造型的几何参数、密度、位置对滑动轴承摩擦学性能的影响。研究结果表明:适当减小微造型的深度或长度、适当增加微造型的宽度有利于增加轴承的最大压力和承载能力、减小轴承的摩擦系数;存在使得轴承承载能力最大或摩擦系数最小的最优微造型密度;在油膜最大压力附近布置微造型,更利于增加轴承承载能力、减小轴承摩擦系数。     

波及波能利用技术的最新发展

“振动利用工程”是近２０年来发展起来的新学科,波及波能的利用是振动利用工程的一个重要组成部分,由于它密切联系应用实际,因此,最近一个时期它受到了广泛的关注,预计在今后几十年内将会得到更迅速的发展。本文从振动利用工程学科发展的角度,扼要地介绍近期有关波及波能利用的研究与发展概况,并讨论该技术在工程技术的某些部门,如原油开采、海浪发电、机械加工、光纤通信、医疗等方面的应用与发展远景。     

基于工况识别的IWM-EV主动悬架MOPSO模糊滑模控制

轮毂电机电动汽车(in-wheel motor electric vehicle,IWM-EV)的电机激励与车辆系统的耦合特性严重的恶化车辆的动力学性能以及电机的工作稳定性,针对这种振动负效应问题,建立了考虑机电耦合的车辆动力学耦合模型,并设计了工况识别的主动悬架多目标粒子群(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)模糊滑模控制器。基于傅里叶级数法建立了轮毂电机的垂向不平衡激励与电机转矩的电机模型;将电机模型与车辆动力学模型结合建立了电机与悬架联合的垂向-驱动非线性动力学耦合模型。基于耦合模型分析了车辆的机电耦合振动负效应特性,针对模型强非线性的特点,设计了耦合模型的非线性控制器。仿真结果表明,控制器能既能有效的减小电机的相对偏心率,抑制电机不平衡电磁力,又能提升车辆动力学性能,有效的抑制了轮毂电机电动汽车的振动负效应。     

约束阻尼结构约束材料优化选择研究

在自由阻尼结构的基础上,建立了约束阻尼结构的振动方程并对方程进行求解.对比约束阻尼结构和自由阻尼结构的振动特性,证明了附加一层约束层可大大提高结构的损耗因子.研究了约束层材料力学性能参数对结构振动特性的影响,结果表明约束层弹性模量对结构振动特性影响较大,材料优化选择的结果也与工程实际中应用的材料基本一致,研究结果可对结构阻尼减振设计时约束材料的选择提供理论支持.     

基于多目标粒子群算法的电磁主动悬架作动器优化

针对电磁主动悬架直线式作动器电磁力波动对悬架系统影响问题,建立作动器磁场解析模型,以总谐波畸变量(Total harmonic distortion,THD)作为电动势(Electromotive force,EMF)中谐波含量的评价指标,对影响电磁力输出的EMF进行谐波分析,在此基础上,建立考虑悬架电磁力波动特性的悬架系统模型,分析了车辆动力学响应特性。其次,采用多目标粒子群智能优化算法,以“大EMF幅值”和“小THD”值作为目标,对作动器结构参数进行多目标优化,并利用模糊集合理论对优化后的Pareto最优解集进行选优。仿真结果表明,作动器电磁力波动下降了53.8%,有效电磁力提升了8.5%,基本消除了电磁力波动对悬架系统的影响。最后,对作动器样件进行测试,结果显示：作动器绕组EMF中含有3次、2次、4次和5次谐波分量,且THD值达到了5.6%,电磁力波动为7.8 N,试验结果验证了对电磁力波动分析及优化的有效性。