履带车辆紧急制动动力学仿真分析

摘 要：基于虚拟样机技术,用ADAMS/ATV模块建立了某型履带车辆的紧急制动动力学模型。通过实车的行驶试验和紧急制动试验对模型进行了VV&;A验证,结果表明所建动力学模型在反映履带车辆行驶及紧急制动动力学行为方面能够满足工程分析的需要。将其作为分析平台,对履带车辆进行了紧急制动动力学仿真分析,分析了3-6档平均车速下紧急制动的动力学响应;并通过紧急制动仿真实验得到了履带车辆的制动特性图。     

基于改进土壤承压模型的履带车辆行驶振动特性仿真研究

计算履带车辆在软土路面上行驶时振动特性的基础在于研究土壤承压特性,然而目前以贝克公式为代表的土壤承压模型缺乏考虑剪应力因素、加卸载因素和加载速率因素。通过物理试验结合仿真试验的手段在贝克公式基础上,综合考虑这三种因素影响,建立了改进土壤承压模型。建立了某型履带车辆的动力学模型,基于改进土壤承压模型进行了履带车辆行驶振动特性仿真研究,研究结果显示,与贝克公式相对比,基于改进土壤承压模型计算得到的车体冲击加速度峰值以及平均值要小,而履带板的沉陷量要大。研究结论可以为预测履带车辆在软土路面上行驶时的下陷量、行驶阻力、振动特性以及牵引特性等性能提供参考。     

汽车动力总成悬置耐久性模拟试验研究

探讨了悬置道路模拟实验中频响函数的建立和路谱迭代方法。以某款轿车的发动机液压悬置为研究对象,在试验场采集了悬置的道路载荷谱。通过基于远程控制参数技术（RPC）对发动机悬置道路载荷谱进行了重构,重构的道路载荷谱达到了预期的精度要求。论述了建立悬置路谱模拟试验的总载荷序列的方法。应用文中的方法,在MTS831试验台架上对液压悬置进行了道路模拟耐久性试验,试验结果表明,所采用方法可成功用于悬置耐久性试验。     

基于台架试验的悬架减振器异响辨识研究

针对某车型悬架减振器异响问题,分别进行整车道路及台架试验,获得两者的一致性规律,即减振器活塞杆加速度信号在特定频段内具有相似性。进而对减振器异响台架试验的辨识方法进行研究,提出时域峰谷差值法、分段功率谱RMS值法及基于特征能量小波分析法,并分析比较其优缺点。在此基础上提出并采用基于权重系数的聚类分析法,将单指标刚性矩形判定区域转化为多指标柔性圆形判定区域,减少评判结果因单指标误判导致最终结果误判的概率,可为大批量、不同型号减振器异响辨识及提高鉴别准确度提供参考。     

运输车辆碰撞事故对在建隧道影响的数值模拟

利用显式非线性有限元法对在建狭长隧道施工中运输车辆碰撞事故进行数值模拟,并研究事故对周围隧道产生的影响。为准确的模拟运输车辆碰撞时对周围隧道的影响,基于拟实建模方法,建立了大型输水工程青草沙隧道及运输车辆的三维有限元模型。通过三维动态接触方法来模拟轮轨之间的动力相互作用,能够模拟打滑、脱轨等实际接触情况。采用了基于罚函数的接触算法和基于段分类的搜索方式,对该大型输水工程隧道在运输车辆发生碰撞时的动态响应进行仿真计算。分析了运输车辆发生碰撞后车与管片的运动规律,以及在建隧道的动态响应,这对事故的防范及处理有指导作用。利用上海超级计算机曙光5000A进行并行计算,分析了对于大型工程问题的模拟仿真采用并行计算的加速效果。     

车辆整备状态车体垂弯频率优化方法研究

为提高轨道车辆整备状态车体垂向一阶弯曲频率,提出基于灵敏度分析和车下设备弹性吊挂参数设计方法优化车体垂向一阶弯曲频率。以车身型材骨架厚度为设计变量,用模态灵敏度理论对车体垂弯进行优化设计;结合改进车下设备与车体连接方式,研究了不同吊挂形式及刚度对车体垂向弯曲频率的影响。研究结果表明:采用灵敏度分析调整车体敏感部件厚度后,车体垂向一阶弯曲频率由9.70Hz提升至10.60Hz,但车体质量相应增加0.93 t;而采用基于车下设备弹性吊挂参数设计的方法,设置下吊设备固有频率为7Hz时,整备状态车体的垂向一阶弯曲模态频率提升至10.51Hz,相对而言基于弹性吊挂参数设计的方法更易于实际工程应用且不增加车体结构质量。     

钢筋混凝土梁冲击试验数值模拟研究

摘要: 采用弹塑性损伤帽盖模型对筋混凝土梁冲击试验进行了数值模拟,数值模拟得到的碰撞力、梁体跨中挠度以及梁体破坏状况与实验情况吻合较好。在此基础上讨论了混凝土材料应变软化段、描述塑性体积的帽盖面、强度准则子午线形状、偏平面形状以及钢筋混凝土结构建模方式对冲击数值模拟的影响。     

履带车辆单自由度LQR与模糊控制对比研究

履带车辆工作环境恶劣,结构复杂,建立符合实际的模型有一定的难度。为了解决模型不精确的问题,使用模糊控制的办法来对车辆的振动进行抑制。文中通过阶跃响应分析,当调整因子取0时,所得到的模糊控制规则的控制效果最好。并在地面的随机激励下进行了无控、LQR主动控制和模糊控制的对比分析,仿真结果表明,模糊控制算法体现了良好的控制效果。其中,在相同的最大出力的情况下,模糊控制比LQR最优控制效果更好,模糊控制的加速度减少到无控状态的1/8左右,速度减少到无控的1/4,位移减少到无控状态下的7/10;在位移和速度反应上,模糊控制与LQR控制性能相当,但在加速度方面,模糊控制效果是LQR控制的1.8倍。     

ATV的履带车辆动态特性研究

针对履带车辆的特点,研究地面—履带—负重轮系统的耦合作用关系,分析了影响履带车辆动态特性的外部因素;借助于ATV软件,依据某履带车辆的具体结构尺寸,建立了履带车辆动力学分析仿真模型;研究了不同的地面地貌、车辆行驶速度及履带预张紧力条件下履带车辆动态特性的变化情况,分析了履带车辆动态特性变化与地面地貌、车辆行驶速度及履带预张紧力的内在关系规律,为履带车辆的设计和优化提供了依据。     

基于履带环影响和功率谱方法的履带车辆振动响应分析

为了准确描述履带车辆振动特性,在考虑履带环影响的条件下研究分析了履带车辆的振动响应.通过分析履带模型的约束关系和行驶系统拓扑结构,建立完整的履带车辆行驶系统动力学模型.建立基于弹性连续体履带的履带环模型,采用特征值分析的方法计算履带环的固有振动特性;采用功率谱方法对比分析了柔性履带模型与刚性履带模型仿真结果,验证履带对...     

路况与地铁车辆振动关系的测试分析研究

随着地下轨道交通的发展,地铁车辆振动对车辆寿命的影响和对人体健康造成损害的问题日益受到人们的重视.利用数据采集仪和振动加速度传感器组建振动测试系统,当地铁车辆在隧道内按照正常运行模式运行时,采集驾驶室及客室地板上的振动信号,分析车辆振动信号随隧道内各种不同路况(如弯道,上、下坡道等)的变化产生的变化规律,得到车辆振动与路况之间的关系.结果表明,地铁车辆振动除受本身结构和轨道铺设的地质条件影响,还与其所运行的轨道线路路况有着密切的关系.     

Variations in dynamic vehicle load on road pavement

This study proposes a spectral approach to the evaluation of variations in dynamic vehicle load on road pavement associated with a vehicle moving at constant speed along a road with a rough surface. The influence of vehicle speed and road roughness on variations in dynamic vehicle load was investigated. The results show that the standard deviation of dynamic vehicle load increases twofold, with a fourfold increase in the road roughness coefficient, and increases approximately linearly with the increase in vehicle speed.     

列车-轨道系统竖向动力分析的车辆轨道单元模型

根据列车-轨道系统运动的特点,提出了适合该问题动力学分析的新型车辆单元和轨道单元,运用有限元方法和Lagrange方程,推导了两种单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。整个列车-轨道系统只需离散成车辆单元和轨道单元,其中轨道系统离散成轨道单元,一节车辆离散成一个车辆单元。该模型具有程序编制容易、计算效率高的特点。作为应用实例,给出单轮通过和考虑轨道完全平顺和具有随机不平顺条件下整车通过时车辆和轨道动力响应分析的二个算例。     

Analogue emulation of power system load behaviour

In analogue emulation, a non-linear system model is implemented as a set of reconfigurable analogue circuits. This hardware is actuated, initialised and allowed to settle to a steady state, during which time the user utilises voltage and current measurement devices to observe the system's transient response and static solution. In this study, the authors present the advantages of analogue emulation over digital simulation for fast steady-state and dynamic power system analyses, as required in real-time network operation. They discuss the design, fabrication, construction and testing of a multi-bus power system emulator with focus on a reconfigurable analogue circuit to mimic load. They utilise circuit theory to analyse its operation and present a set of design modifications aimed at improved accuracy.     

大型飞机地面空调现场测试方法的探讨

大型飞机地面空调往往体积很大,难以实现试验室内的性能测试。本文主要提出一种现场测试方法,供业内人士参考。     

Stress intensity factors evaluation for through-transverse crack in slab track system under vehicle dynamic load

The stress intensity factors (SIFs) for through-transverse crack in the China Railway Track System (CRTS II) slab track system under vehicle dynamic load are evaluated in this paper. A coupled dynamic model of a half-vehicle and the slab track is presented in which the half-vehicle is treated as a 18-degree-of-freedom multi-body system. The slab track is modeled as two continuous Bernoulli–Euler beams supported by a series of elastic rectangle plates on a viscoelastic foundation. The model is applied to calculate the vertical and lateral dynamic wheel–rail forces. A three-dimensional finite element model of the slab track system is then established in which the through-transverse crack at the bottom of concrete base is created by using extended finite element method (XFEM). The wheel–rail forces obtained by the vehicle-track dynamics calculation are utilized as the inputs to finite element model, and then the values of dynamic SIFs at the crack-tip are extracted from the XFEM solution by domain based interaction integral approach. The influences of subgrade modulus, crack length, crack angle, friction coefficient between cracked surfaces, and friction coefficient between faces of concrete base and subgrade on dynamic SIFs are investigated in detail. The analysis indicates that the subgrade modulus, crack length and crack angle have great effects on dynamic SIFs at the crack-tip, while both of the friction coefficients have negligible influences on variations of dynamic SIFs. Also the statistical characteristics of varying SIFs due to random wheel–rail forces are studied and results reveal that the distributions of dynamic SIFs follow an approximately Gaussian distribution with different mean values and standard deviations. The numerical results obtained are very useful in the maintenance of the slab track system.     

带逆变负载的柴油机组稳定性分析及性能测试

柴油机组加载电力电子非线性负载时会发生低频振荡现象导致输出波形畸变失真。为确定系统稳定性条件,将逆变负载作为研究对象,结合同步发电机-整流器系统分析基础,建立柴油机组逆变负载等效电路模型,对该系统稳定性条件做出假设,并通过实验验证假设的正确性,对该系统的性能进行测试,同时指出存在的问题和不足。     

轨道车辆吸能装置准静态试验测试技术研究

试验研究方法是轨道车辆吸能装置耐撞性最直接、最具有说服力的研究方法。针对目前国内文献鲜有通过试验对吸能装置耐撞性进行研究的现状,本文设计出一种轨道车辆吸能装置准静态试验测试方法,并对某地铁列车吸能装置进行试验,得到吸能装置压缩力、压缩位移两个关键吸能特性指标;通过准静态试验边界条件,建立等同的仿真分析模型,通过仿真分析方法研究吸能装置的吸能特性并与试验结果进行对比。研究表明:此吸能装置准静态试验测试方法具有可行性,能够满足实际工程需要;分析结果与试验结果一致性较好,验证了分析结果的准确性和试验测试方法的有效性,通过试验与分析结合的方法为吸能装置吸能特性及后续结构优化提供了理论和试验支撑。     

基于现场总线的汽车检测线控制系统研究

介绍了现场总线技术,研究了基于CAN总线的汽车检测线控制系统结构和检测流程,设计了基于PCI的CAN适配卡和基于CAN总线的智能化、自动化的检测设备,分析并设计了控制系统软件。该系统将控制功能延伸到检测设备,实现了系统的全分散控制,提高了系统的灵活性、自治性。检测设备通过总线进行双向、多节点的全数字通信,提高了数据传输的实时性和可靠性。     

基于声子晶体的车内噪声研究

声子晶体是近年来提出的一种新型功能材料,是一种由两种或多种材料组成的具有周期性结构和弹性波带隙的声学功能材料或结构,并且振动频率在声子晶体带隙范围内的振动会被抑制或禁止传播,它所具有的这种弹性波带隙特性为汽车车内噪声控制,特别是车内低频噪声控制提供了一种新的研究方法.在介绍了声子晶体的概念、基本特征及能带结构的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状,同时对车内噪声的产生机理进行了分析,最后对声子晶体在应用于汽车车内降噪方面的研究做了展望.