重型载货汽车车架局部有限元分析

为解决某重型载货汽车带拖挂行驶时车架角撑局部受力开裂问题,运用有限元方法对其进行了静态分析,并提出了解决方案,该方案实施后成功解决了上述生产实际问题.     

重型载货汽车车架结构模态分析

有限元模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段,所以为得到重型载货汽车车架结构的动态特性,本文以板壳单元为基本单元,建立了车架结构有限元模态分析模型,并采用NASTRAN有限元分析软件,计算了该车架在自由状态下的模态参数.同时,分析了载货汽车车轮和传动轴的不平衡质量产生的激励,并对车架的结构动态性能进行了评估.结果表明,在不同的行驶速度下,车轮和传动轴不平衡质量激励频率与车架的一阶扭转振动频率、倍频、一阶横向弯曲振动频率及车架11～18阶振动频率接近,使车架易产生共振现象.该研究为进一步改进车架结构提供了理论依据.     

尾板对重型载货汽车尾部流场的影响

为了降低风的阻力,对某牵引式重型载货汽车加装了4种不同形式和尺寸的尾板。并采用数值仿真的方法分析了尾板对流场的影响,探索了风阻产生机理和降低原因。仿真工况模拟正常车辆行驶速度25m/s,未考虑侧风影响。计算结果表明:安装4种尾板后风阻系数均有降低,降幅最大为2.8%,获得了较满意的降阻效果。对比分析了4种方案的整车气动阻力系数、流速分布及总压为零等值面的计算结果。研究发现:尾板对车身周围气流的影响集中在货箱尾部,改变了尾流中原有的环形漩涡结构,从而降低了风阻。     

基于底部隔板的厢式货车的气动减阻

针对某国产厢式货车的简化模型,应用计算流体力学原理与方法,采用四面体、三棱柱、六面体及金字塔型等单元的混合网格和Realizable k-ε湍流模型,对其无隔板、加装4种形式及9种尺寸的底部隔板的外流场进行数值模拟,得到不同情况下该车的气动阻力系数、表面压力分布、流线以及速度矢量分布等气动特性。对比分析加装隔板前后及各方案的流动特性与气动阻力系数,结果表明,加装底部隔板可以改善轻型厢式货车的气动特性,降低气动阻力。     

民用载货汽车发展对军用汽车编配的启发

本文着手于民用载货汽车的分类及发展现状,通过对民用载货汽车的运营现状及特点进行探究,结合我国军用汽车编配的实际情况与发展方向进行分析,总结出民用载货汽车发展对军用汽车编配的启发性思考,以此为我国今后的军用汽车编配优化与创新提供合理化参考.     

用晶格玻尔兹曼方法研究粒子在脉动压差下的运动

用晶格玻尔兹曼方法模拟脉动流场的形成过程中,发现脉动流场也是一个个的闭合环,但是由于受到入口脉动压差影响,涡流场不是一个完全稳定状态,而是在不断波动变化的.基于最近点法模拟单个粒子在涡流中的运动情况,发现粒子在涡流场中的运动呈现波动的形式,受到入13压强周期性扰动的影响,粒子的水平速度、竖直速度、角速度也呈周期性变化.     

基于格子玻尔兹曼方法的侧窗水相分析与控制

侧窗雨水污染会损害侧窗的清晰度,进而影响汽车的安全驾驶. 针对汽车雨天行驶时侧窗水污染问题,将空气动力学与多相流理论结合,采用格子玻尔兹曼方法求解汽车瞬时外流场,拉格朗日方法求解液滴运动,获得液滴运动轨迹和侧窗区域水相分布情况. 分析得到侧窗区域水污染的影响因素及产生机理,在此基础上对A柱型面进行改型,对比不同改型方案的侧窗区域水相分布情况以及污染面积. 研究结果表明,在4种A柱方案中,方案2侧窗视野最佳,水相覆盖率为38.2%,较basic模型降低了19.2%.     

自然风对汽车空气阻力系数路试结果的影响

推导自然风对汽车空气阻力系数ＫＦ道路试验的测量误差修正公式,结合模拟计算和实车试验结果的分析,阐述了自然风影响ＫＦ试验结果的规律以及在ＫＦ试验及其数据处理时减小自然风对试验结果影响的方法     

Aerodynamic drag reduction of heavy vehicles using append devices by CFD analysis

Improving vehicle fuel consumption,performance and aerodynamic efficiency by drag reduction especially in heavy vehicles is one of the indispensable issues of automotive industry.In this work,the effects of adding append devices like deflector and cab vane corner on heavy commercial vehicle drag reduction were investigated.For this purpose,the vehicle body structure was modeled with various supplementary parts at the first stage.Then,computational fluid dynamic(CFD) analysis was utilized for each case to enhance the optimal aerodynamic structure at different longitudinal speeds for heavy commercial vehicles.The results show that the most effective supplementary part is deflector,and by adding this part,the drag coefficient is decreased considerably at an optimum angle.By adding two cab vane corners at both frontal edges of cab,a significant drag reduction is noticed.Back vanes and base flaps are simple plates which can be added at the top and side end of container and at the bottom with specific angle respectively to direct the flow and prevent the turbulence.Through the analysis of airflow and pressure distribution,the results reveal that the cab vane reduces fuel consumption and drag coefficient by up to 20 % receptively using proper deflector angle.Finally,by adding all supplementary parts at their optimized positions,41% drag reduction is obtained compared to the simple model.     

Aerodynamic drag analysis of double-deck container vehicles with different structures

To study the aerodynamic performance of a new six-axis X2K double-deck container vehicle,numerical simulation was done based on three-dimensional,steady Navier-Stokes equations and k-ε turbulence model.The results show that the pressure on the front surface of vehicle is positive,and others are negative.The maximum negative one appears as a gate shape on front surfaces.The pressure on vehicle increases with train speed,and pressure on vehicles with cross-loaded structure is smaller than that without it.The ...     

队列行驶车辆的空气动力特性

为了研究队列行驶时,车辆前后间距对队列行驶车辆气动特性的影响以及队列中车辆数目对气动阻力系数的影响,采用数值模拟方法分别对智能交通系统中队列行驶车辆11种不同情况下车辆的气动特性分别进行了研究。结果表明:队列行驶车辆随车间距离的缩短,阻力值降低。在固定间距下,随着队列中车辆数目的增加,平均阻力系数可降低20%—30%,阻力最低的车大致处于车队的中心位置。     

驱动冗余重型并联机构的动力学性能

针对重型并联机构构型不足的问题,提出了一种适合重载加工的2自由度龙门式驱动冗余并联机构。首先,在运动学分析的基础上,利用虚功原理建立了系统的动力学模型。其次,以动力学模型中驱动力的范数最小为目标,对驱动力进行优化,并给出了一种加速度性能评价指标。最后,基于驱动力优化方法以及加速性能评价指标分析比较了在相同运动条件下该冗余重型并联机构与其对应的非冗余并联机构的动力学性能。本文研究结果对其他重型关联机构的构型设计以及加速度评价具有重要的参考价值。     

活性剂对水下航行体减阻特性的影响

为减小水下航行体的阻力,研究通活性剂溶液的水下航行体湍流减阻的流动特性.通过从航行体头部向航行体边界通活性剂溶液的方法,分别对不同质量浓度和不同速度情况进行减阻实验研究,并分析了不同攻角下活性剂溶液对阻力和升力的影响.实验中活性剂溶液质量浓度分别为200、400、600、800和1 000 mg/L,流速为4~10 m/s,对比分析了阻力系数.实验结果表明:在活性剂溶液质量浓度为200 mg/L时航行体减阻效果较弱,当活性剂溶液质量浓度增加到1 000 mg/L时,减阻百分比高达40.8%;在活性剂质量浓度为1 000 mg/L时,当水流速度从4 m/s逐渐增大到10 m/s,减阻百分比在12.5%和40.8%之间变化;活性剂对有攻角的航行体仍然有减阻效果并且对升力产生较小影响.     

重型载货汽车转向前轴的动态特性分析

基于线性振动理论建立了重型载货汽车转向前轴动态特性分析的有限元方模型,计算了前轴的模态参数,分析了其模态特性,计算了正弦交变载荷作用下前轴关键部位的动态应力值,用S-N曲线法计算了前轴的疲劳寿命。按照国标QC/T 513—1999进行了前轴台架疲劳寿命试验,用动态应变测量法测试了动态应力。试验结果表明,前轴动态应力理论计算值接近实际测试值,计算疲劳寿命接近实测疲劳寿命,证明前轴动态特性分析的有限元模型是正确的,可用于进一步分析前轴不同载荷下的强度品质。     

Inverse kinematics of a heavy duty manipulator with 6-DOF based on dual quaternion

An iterative method is introduced successfully to solve the inverse kinematics of a 6-DOF manipulator of a tunnel drilling rig based on dual quaternion, which is difficult to get the solution by Denavit-Hartenberg(D-H) based methods. By the intuitive expression of dual quaternion to the orientation of rigid body, the coordinate frames assigned to each joint are established all in the same orientation, which does not need to use the D-H procedure. The compact and simple form of kinematic equations, consisting of position equations and orientation equations, is also the consequence of dual quaternion calculations. The iterative process is basically of two steps which are related to solving the position equations and orientation equations correspondingly. First, assume an initial value of the iterative variable; then, the position equations can be solved because of the reduced number of unknown variables in the position equations and the orientation equations can be solved by applying the solution from the position equations, which obtains an updated value for the iterative variable; finally, repeat the procedure by using the updated iterative variable to the position equations till the prescribed accuracy is obtained. The method proposed has a clear geometric meaning, and the algorithm is simple and direct. Simulation for 100 poses of the end frame shows that the average running time of inverse kinematics calculation for each demanded pose of end-effector is 7.2 ms on an ordinary laptop, which is good enough for practical use. The iteration counts 2-4 cycles generally, which is a quick convergence. The method proposed here has been successfully used in the project of automating a hydraulic rig.     

微斜面式重型静压轴承润滑油膜高速特性

针对重型装备制造业中大尺寸静压轴承高速运行易引起润滑失效问题,进行了变黏度条件下静压轴承高速运行时的楔形油膜润滑性能研究.该研究依据轴承润滑理论,推导出微斜面矩形腔流量方程、静压承载力方程以及不同转速和倾角影响的微斜面动压承载力方程,利用CFD原理和FLUENT软件仿真分析轴承在较高转速100、120、140、160、...     

新型大吨位铸钢支座静力性能试验研究

为了研究某新型大吨位(可以承受4500kN拉力、3500kN剪力或者6500kN压力的作用)铸钢万向铰支座在3种工况(拉力最大组合、压力最大组合、剪力最大)组合下的力学性能,通过对现有试验加载装置的加固设计以及自平衡传力装置的设计解决了该新型大吨位铸钢万向铰支座足尺试验的试验加载问题,进行了该新型大吨位铸钢万向铰支座在3种工况下的足尺静力性能试验研究,并与有限元分析结果进行了对比.试验研究表明,所设计支座受力明确、传力直接、性能可靠,支座设计能够满足规程要求,验证了有限元模型的正确性.