基于性能梯度分布的硼钢热冲压工艺对形状精度的影响

为探究性能梯度分布的热冲压零件的回弹机理,采用模具分区加热技术,对USIBOR1500P硼钢板进行U形件热冲压试验,并采用NDI三坐标测量仪PRO CMM3500分析了不同保压压力和模具温度下冲压件热区、冷区及过渡区的回弹规律,零件组织采用扫描电子显微镜进行观察。试验发现:随着保压压力的增大,热区、冷区和过渡区的回弹角均减小;随着模具温度的升高,冷区回弹角基本不变,热区和过渡区回弹角均减小,且过渡区的回弹程度在同样条件下比冷区和热区小。组织分析结果表明:马氏体组织越多回弹越大,贝氏体组织越多回弹越小。     

基于神经网络和侧翻时间算法的轻型汽车侧翻预警

为实现车辆侧翻精确预警,建立了三自由度侧翻模型和基于侧翻时间(TTR)算法的侧翻预警算法。在此基础上引入仿生智能神经网络,提出基于多状态参量修正的NN-TTR侧翻预警算法。选取典型车辆状态参数组合对传统TTR进行修正分析,并利用Matlab/Simu-link与Carsim联合仿真平台对侧翻预警算法进行验证。结果表明,基于NN-TTR的轻型汽车侧翻预警算法能够有效提高侧翻预警精度,为主动防侧翻控制奠定良好基础。     

手刹固定板冲压成形数值模拟

利用有限元模拟软件AutoForm对某车型手刹固定板进行了冲压成形数值模拟,研究了工艺参数对拉延成形质量的影响规律,并分析了原因。采用正交试验优化设计方法进一步优化了工艺参数,并进行了全工序模拟。研究结果表明:在合理设置拉延筋基础上,通过优化工艺参数能够有效控制成形件质量。最佳工艺参数条件为:压边力600 kN、凹模圆角半径6mm、凹凸模模具间隙1.50 mm、摩擦因数0.15。通过实际实验验证了模拟结果的正确性,说明利用数值模拟可以有效指导实际生产。     

基于TTR预警的重型车辆防侧翻控制算法

对建立的重型车辆8DOF与5DOF实时简化动力学模型进行了比较,优选出了能较好预测未来侧翻危险程度的5DOF模型,进而研究了基于该模型的实时TTR侧翻预警算法和基于预警算法的防侧翻LQR最优主动控制策略。应用差动制动的方法对重型车辆进行了主动侧倾控制,还选取鱼钩等四种转向工况,以TruckSim和MatLab联合仿真来验证预警算法的精度与可靠性。仿真结果表明,基于差动制动的LQR控制方法能有效地降低侧翻指标——横向载荷转移率(LTR),避免侧翻的发生,显著提高了重型车辆的侧倾稳定性。     

客车封闭环腰梁接头形式对侧翻安全性的影响

针对客车侧翻事故中车身上部结构变形的特点,在调查了几个现有封闭环接头形式的基础上,提取出3种典型的客车车身骨架腰梁接头形式,并建立了相应的有限元模型,研究了接头在侧翻冲击中的变形特性。将3种典型接头引入封闭环中进行侧翻性能对比,得出了其对侧翻性能影响的初步规律,为客车结构的侧翻安全性设计提供参考。     

超高强度防撞梁热冲压成形工艺优化

对超高强度防撞梁的热冲压成形过程进行了模拟分析,揭示了热成形过程不同阶段板料温度、厚度、微观组织和性能的变化规律,以及初始成形温度、冲压速度和压边力等工艺参数对超高强钢热成形的影响规律,优化了防撞梁热成形工艺参数,并通过试验进行了验证。结果表明:热冲压成形过程中,板料厚度变化主要发生在高速冲压阶段,微观组织及性能变化主要发生在淬火阶段,热冲压成形件卸载后的回弹量很小;初始成形温度对板料厚度变化影响显著,初始成形温度较低时板料成形性较差;冲压速度过大或过小均易导致板料减薄严重;添加压料板会大幅降低板料流动性,易导致拉裂;对本文构件而言,最佳工艺参数是:初始成形温度为800℃、冲压速度为100mm/s,不设置压料板。     

基于液固双向耦合的罐式半挂车侧翻阈值辨识

为了研究动态条件下液体晃动对于罐式半挂车侧倾稳定性的影响,基于Trucksim和Fluent建立了液固双向耦合仿真模型,并推导了其瞬时液体质心运动轨迹求解方程,在双移线工况下针对不同充液比、不同车速得出侧向力和侧倾力矩变化曲线,分析了液固耦合变化规律;利用微元法思想提取了液体质心,得出了不同充液比下罐内液体质心运动轨迹变化规律,并选取车辆侧倾角和侧向加速度作为侧翻阈值指标对罐式半挂车在该工况下的侧翻阈值进行辨识。结果表明:在充液比较低时,液体晃动对罐式半挂车侧倾稳定性影响占主导地位,且在充液比0.6左右时其侧翻阈值最低,在较高充液比范围液体总质量对车辆侧倾稳定性影响较大。研究结果可为后续罐体优化设计及防侧翻控制策略开发提供理论参考。     

冲压工艺对车身构件强度的影响

采用成形模拟、试验测试和结构分析相结合的方法对车身构件在冲压成形过程中产生的板料厚度减薄、冷作硬化问题进行了研究。得出成形过程中,板料屈服极限的提高对车身构件强度的强化作用要远大于板料厚度减薄对强度的削弱作用。本文研究结果可以为车身结构优化及轻量化设计提供更加精确的参考数据。     

基于模型预测的重型商用车侧翻预警算法

在建立商用车侧倾简化模型和确定动态侧倾阈值的基础上,开发了基于侧翻时间预测的重型商用车侧翻预警算法和一套能觉察翻车危险的实时侧翻预警控制器,并进行了实车场地试验验证。试验结果表明,本文算法可在控制器上运行,并能在车辆接近侧翻时及时提醒驾驶员采取相应措施,从而避免侧翻发生。     

微槽冷却热沉结构尺寸的优化设计

以热阻和压降作为2个目标函数建立了微槽冷却热沉的多目标优化模型,采用序列二次规划(SQP)方法对微槽的结构尺寸进行了优化设计。优化结果表明:微槽冷却热沉的结构形状对传热性能有很大的影响,与三角形和梯形结构相比,矩形微槽结构的传热效率更高。给出了2种加权系数情况下的优化尺寸,相应的微槽宽度分别为130μm和120μm,槽栅的宽度分别为176μm和350μm,微槽的高度分别为640μm和1000μm,相应的热阻分别为0.4857K/W和0.5094 K/W。对以上得到的优化结构的微槽冷却热沉的流体流动和传热进行了数值模拟,得到芯片的最高温度分别为358.34 K和361.52 K,完全可以满足工作芯片对温度的要求。     

大客车侧翻耐撞性的结构设计方法

为了提高仿真结果的准确性,降低产品研发成本和缩短设计周期,提出动态仿真技术与试验相结合的大客车侧翻耐撞性结构设计方法.以某型大客车为例,建立原始车型的侧翻碰撞有限元模型,按照欧盟ECE R66法规对该车进行动态仿真分析;对原有车型进行侧翻试验,根据试验结果对侧翻碰撞仿真模型进行对标.仿真与试验结果表明：在侧翻碰撞过程中,车体变形过大,侵入了乘客生存空间,车身局部结构出现凹陷现象.对车身侧墙和车顶等部位作了多次结构改进,通过仿真分析来确定改进结构的侧翻耐撞性能,改进车顺利通过了ECE R66侧翻试验认证.     

工程车辆翻车保护结构动态设计方法

以某ZL80型装载机两柱式翻车保护结构(ROPS)为例,在动态仿真和试验的基础上,结合ISO 3471标准要求,提出一种基于人体损伤的翻车保护结构设计方法。该设计方法以事故再现的方式来分析车辆翻车事故中,司机与车辆的运动状态和损伤状况,并以此为依据进行翻车保护系统安全性设计。结果显示:满足静态试验标准的ROPS不能确保佩戴安全带的司机生命安全;ROPS在能确保动态滚翻过程中不侵入人体生存空间的前提下,其刚度越小,假人的损伤值和损伤风险概率也越小;针对两柱式ROPS,应保证其立柱和支腿具有适当的刚度。     

大客车车身结构多工况综合优化分析

建立了某半承载式大客车车身骨架结构的有限元模型,基于NASTRAN软件平台进行3种工况下的截面尺寸综合优化,确定了最优的综合优化方案. 通过分析校核可知,采用结构综合优化方法,可以在确保大客车车身刚度、强度和模态等性能指标的前提下,实现结构多工况优化分析和车身结构的轻量化.     

钢筋混凝土梁的优化设计

针对钢筋混凝土结构承载力和工程造价要求,采用罚函数法,对钢筋混凝土梁的截面尺寸和钢筋的用量进行优化设计.提出了采用矩阵实验室(MATLAB)优化工具箱的方法,对C20到C40混凝土和HRB335,HRB400钢筋进行多种组合.结果显示在满足承载力要求及规范所规定的构造要求条件下,选用C35和HRB400为最经济的设计方案.     

基于MADYMO的大客车追尾碰撞事故乘员损伤机理

为使乘员在大客车追尾事故发生时可以根据不同位置进行有针对性的保护,利用有限元和多刚体动力学软件,构建了大客车模型、12个假人模型和安全带模型,并分配假人模型于大客车的不同位置.加载重力加速度、碰撞波形和相对碰撞速度等参数到仿真模型中,最终得到不同相对碰撞速度下假人的头部、胸部、腿部损伤指标值.研究结果表明,相对碰撞速度...     

Improvement for design of beam structures in large vibrating screen considering bending and random vibration

Demand for large vibrating screen is huge in the mineral processing industry. As bending and random vibration are not considered in a traditional design method for beam structures of a large vibrating screen, fatigue damage occurs frequently to affect the screening performance. This work aims to conduct a systematic mechanics analysis of the beam structures and improve the design method. Total motion of a beam structure in screening process can be decomposed into the traditional followed rigid translation(FRT), bending vibration(BV) and axial linear-distributed random rigid translation(ALRRT) excited by the side-plates. When treated as a generalized single-degree-of-freedom(SDOF) elastic system analytically, the BV can be solved by the Rayleigh's method. Stochastic analysis for random process is conducted for the detailed ALRRT calculation. Expressions for the mechanics property, namely, the shearing force and bending-moment with respect to BV and ALRRT, are derived, respectively. Experimental and numerical investigations demonstrate that the largest BV exists at the beam center and can be nearly ignored in comparison with the FRT during a simplified engineering design. With the BV and FRT considered, the mechanics property accords well with the practical situation with the maximum error of 6.33%, which is less than that obtained by traditional method.     

井字梁结构优化设计的CAD系统

以目前井字梁结构设计作了较系统的研究后,找出了不足之处,利用ＡｕｔｏＣＡＤ作为支撑平台,利用ＡｕｔｏＬＩＳＰ作为编程语言对井字梁结构ＣＡＤ系统进行了开发研究工作,通过对ＡｕｔｏＣＡＤ的界面用户化、对话框采用参数化井字梁结构绘图等技术的研究,开发一个从基本数据输入到初选截面尺寸、内力分析、面优化设计、参数化绘图直至图形管理的一体化井字梁结构ＣＡＤ系统。     

PEC柱-钢梁组合框架结构分析与设计

为配合《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规程》(T/CECS719-2020)的推广使用,对PEC柱-钢梁组合框架结构进行设计及整体性能分析.介绍了 PEC构件的基本概念,并以此为背景设计一个16层PEC柱-型钢梁组合框架结构.利用软件PKPM中的SATWE模块对PEC柱-钢梁组合框架结构的各项性能指标进行分析,并对PEC构件进行验算.结果显示:框架的最大层间位移角为1/529,出现在第9层,小于1/400的限值;结构验算均满足规程要求.PEC柱在竖向荷载及偏心受压荷载作用下不会发生整体失稳,满足极限承载力设计要求.