空间时间域路面行驶车辆的演变随机响应分析

介绍在空间频率——时间域计算随机路面行驶车辆演变随机振动响应功率谱的方法。根据积分变换调制路面对行驶车辆的随机激励,利用行驶车辆的行程与持续时间的确定性关系确定随机激励与响应的功率谱,在实数域用确定性振动响应分析结果预测演变随机响应功率谱。给出随机路面行驶四轮车在空间频率——时间域的激励功率谱矩阵和计算机仿真结果。研究表明：只要车辆的行驶速度是持续时间的确定性函数,就能将路面对车辆在空间域的平稳激励转化为在时间域的演变随机过程;在实数域预测行驶车辆演变随机振动响应功率谱的方法是可行的。     

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。     

铁路卧铺客车人体振动舒适性建模与仿真

铁路卧铺客车乘客在卧姿状态下所承受的全身振动是影响其乘用舒适度的主要因素。研究了卧姿人体垂直振动模型,在铁道车辆二系悬挂动力学模型基础上,考虑卧铺的隔振作用与卧姿人体的垂直振动响应特性,建立了14自由度"人-铺-车辆"振动系统空间垂向耦合动力学模型,研究了在轨道随机不平顺激励下的卧姿人体垂直振动响应。应用卧姿人体全身振动舒适性评价标准,建立了铁路卧铺客车人体振动舒适性仿真流程。通过对人体头-臀二部位加速度均方根值先后进行部位计权和频率计权,得到卧铺客车卧姿人体振动舒适性指标。以M atlab为工具编制了卧铺客车人体振动舒适性仿真软件,交互输入车辆与人体的结构和动力学参数后,自动完成卧姿人体振动舒适性仿真计算,进而为铁路卧铺客车人体振动舒适性分析及车辆悬架参数优化提供了有效分析手段。     

公交车驾驶员座椅隔振设计与人机安全关系研究

公交车驾驶员长时间在狭小驾驶室工作,是安全人机问题易感人群。驾驶员座椅设计的优劣直接影响到驾驶员的身心健康,其中座椅振动问题是与人机安全紧密联系的因素。本文主要研究车辆行驶中的振动对驾驶员的影响,分析"人-座椅-车-环境"在振动传递过程中的相互影响关系,总结出优化驾驶员座椅隔振设计的人机安全设计要点,为座椅结构设计师在座椅设计中完善人机问题提供参考。     

有限元仿真方法评价护栏安全性能的可行性

建立多种车辆和护栏有限元仿真模型,运用多次碰撞试验数据对仿真模型计算结果进行比对,对采用有限元仿真方法评价护栏安全性能的可行性进行分析。研究结果表明,仿真计算可以得到车辆行驶轨迹、结构防护导向、乘员风险和动态变形等护栏安全评价的各项指标,仿真结果与试验结果一致,误差在10%以内,验证了建模方法的正确性,运用有限元仿真方法评价护栏安全性能具有较高可行性。强调运用评价护栏安全性能的仿真模型须通过碰撞试验校核,同时建议通过法规和准则对从事护栏评价CAE工程师进行职业管理。     

具有参数不确定性的车辆座椅悬架H∞输出反馈半主动控制

针对座椅悬架系统的参数不确定性和位移测量难题,基于线性矩阵不等式和H∞最优控制理论,建立了座椅悬架系统的参数不确定性H∞输出反馈控制器。控制器利用估计的状态采用鲁棒控制策略计算期望控制力。磁流变阻尼器的控制电压在满足半主动和极值约束条件下,比较期望控制力与当前阻尼力的大小,应用开关控制算法进行调整,使得磁流变阻尼器产生跟踪期望控制力的阻尼力。数值仿真结果证明,该控制器在仅利用座椅架的加速度作为测量输出进行状态估计,以及在座椅悬架系统具有参数不确定性的情况下,仍能有效地对座椅外部激励进行隔振,改善驾驶员的乘坐舒适性。     

几种典型车辆在斜拉桥桥面行使的临界风速研究

研究强侧风作用下三种典型汽车在斜拉桥桥面行驶时的临界风速和车速。分析汽车运动方程的随动坐标特性和桥梁的侧向抖振对汽车相对桥面侧偏的影响,得到侧偏位移及速率的计算式,在以往基础上,研究了考虑车辆侧偏和驾驶员行为的风-车-桥空间耦合振动系统,完善了仿真分析程序的功能。以某斜拉桥为实例,分析三种典型车辆在桥面行使的临界风速。分析结果表明：采用控制重心还是前轮侧滑的驾驶员模型不显著影响桥面汽车临界风速的大小;不同类型汽车的事故原因可能不同,对于箱式货车,侧滑事故起控制作用,对于桑塔纳和一汽佳宝,车速高时,侧倾事故起控制作用,低车速时,侧滑事故起控制作用。     

刚构-连续组合桥梁冲击系数多因素灵敏度分析

为了研究影响冲击系数的显著性因素,以某刚构-连续组合桥梁为依托工程,采用三轴二分之一车辆模型,基于通用程序建立了车桥耦合振动有限元分析模型,考虑了车桥频率比、桥面不平整度、车体质量、车辆阻尼比、行车速度、车辆行驶方式、桥梁刚度、桥跨布置和下部结构计算模式等9个影响因素,通过正交试验表研究了该桥在诸因素下结构控制截面的挠度（位移）、弯矩冲击系数,并开展了冲击系数的敏感性因素分析。结果表明,现有规范计算此类桥梁的冲击系数值偏小;车桥频率比、桥面不平度及车辆行驶速度是影响该类桥梁冲击系数的敏感性因素,研究成果为将冲击系数定义为多因素的函数表达式指明了方向     

飞机应急着陆时的人体冲击响应研究

摘要：本文针对飞机着陆撞击时人体的冲击响应问题,采用11自由度坐姿人体动力学模型,研究了从座椅到人体关键部位的振动传递率,并计算分析了坐姿人体在受到垂直方向上的冲击激励时的冲击响应。结果表明在飞机着陆撞击过程中,人体的腰椎响应较大,容易造成损伤,座椅对人体的支持刚度在冲击过程中对人体的冲击响应有较大影响,设计适当的座椅支持刚度可以减小人体的冲击响应。     

八轴连通式油气悬架车辆行驶性能和通过性能研究

行驶性能和通过性能是评估车辆越野性能的基本指标.为得到八轴连通式油气悬架车辆的越野性能,分别对行驶性能和通过性能开展了研究.简化了整车的物理模型,根据拉格朗日方程推导了车辆的振动方程,建立了白噪声路面输入方程;通过仿真结果与实验结果的对比,验证了柔性模型的合理性.基于柔性模型,以路面不平度系数为输入变量,得到了车辆在较...     

履带车辆不平路面越野平均速度预测方法研究

为了研究路面不平度对履带车辆越野平均速度的影响规律,本文建立了履带车辆多体动力学模型,提出了振动响应指标并通过试验验证了模型的可信性;根据试验设计进行仿真计算,建立振动响应与车速、路面不平度间的近似模型;以振动响应指标的门限值为约束条件,采用目标寻优方法拟合了路面不平度与车速间的数学关系,提出了随机不平路面条件下的越野速度预测方法。应用该方法计算了车辆通过某试验场综合路面,结果表明：所建模型可以反映路面不平度对车速的影响,为车辆机动性预测提供了有效的量化手段。     

White noise excitation of road vehicle structures

Heave and pitch motions of road vehicle structures affect the comfort and the safety of passengers. Excitation of these vertical vibrations is due to road surface roughness. Road vehicle structures are modelled as mechanical systems characterized by their inertia, damping and stiffness, and represented as state equations. This paper deals with the influence of random road profiles on the vertical dynamics of road vehicles characterized by stochastic processes. Switching from road profile displacement to road profile velocity results in white noise excitation facilitating mathematical analysis. Some fundamentals of power spectral density analysis and covariance analysis are reviewed. A quarter car model is used to show the advantages of the covariance analysis resulting immediately in standard variations characterizing the vehicle’s performance. A list of symbols is given at the end of the paper This paper is dedicated to Prof R N Iyengar of the Indian Institute of Science on the occasion of his formal retirement.     

Driver Fatigue Detection System Based on Colored and Infrared Eye Features Fusion

Real-time detection of driver fatigue status is of great significance for road traffic safety. In this paper, a proposed novel driver fatigue detection method is able to detect the driver’s fatigue status around the clock. The driver’s face images were captured by a camera with a colored lens and an infrared lens mounted above the dashboard. The landmarks of the driver’s face were labeled and the eye-area wassegmented. By calculating the aspect ratios of the eyes, the duration of eye closure, frequency of blinks and PERCLOS of both colored and infrared, fatigue can be detected. Based on the change of light intensity detected by a photosensitive device, the weight matrix of the colored features and the infrared features was adjusted adaptively to reduce the impact of lighting on fatigue detection. Video samples of the driver’s face were recorded in the test vehicle. After training the classification model, the results showed that our method has high accuracy on driver fatigue detection in both daytime and nighttime.     

A microscale evaluation of pavement roughness effects for asset management

In this paper, the authors present a method to automate data collection and mapping of pavement roughness on various functional classification roadways and to quantify fuel consumption for enhanced benefit-to-cost analysis, asset management and infrastructure investment strategies. A new low-cost and efficient technology is presented to measure and contrast vehicles' vertical accelerations over smooth and rough pavement sections. Fuel consumption is then correlated with the vehicle's vertical acceleration over both pavement conditions. The results of the study validate the relationship between acceleration/road roughness and fuel consumption. Finally, using the described technology, a pothole detection algorithm is devised to automatically map road roughness, a step towards a better asset management system.     

基于典型路况车身加速度提取及其影响因素分析

通过搭建载荷谱测试采集系统,按试验规范采集了4台不同载荷的试验车载荷谱,并准确提取多种强化路面的车身加速度信号。由此在时域内计算各试验车在多种强化路上的加速度均方根,得到强化路与普通路均方根的相对值。根据车轮-车身双质量振动模型分析汽车行驶速度、路面、车身载荷对车身加速度均方根值的影响,结合实际采集数据进行统计分析。结果表明,加速度均方根和相对值受强化路面影响较大,在一定的范围内取值,并与车速约成0.009线性相关,与载荷负相关,随载荷的增加变小,低载时变化不明显,载荷增加趋势明显。这一结论可为汽车性能评价和使用载荷的选取提供依据。     

傅里叶逆变换模拟路面对车辆平顺性的影响

利用Matlab仿真生成各种等级随机路面激励对二自由度履带车辆模型所产生的振动响应,并进行平顺性影响的分析。其间,设计了基于离散傅里叶逆变换生成路面不平度的方法,并对仿真生成的B级和D级路面与标准功率谱进行了对比验证。构建了二自由度车辆模型,利用Simulink软件建立了系统仿真模型,在不同车速、不同路面等级输入下对履带车辆平顺性影响进行了分析。结果表明,路面变差和提高车速都将降低车辆的行驶平顺性。     

车辆-路面耦合振动系统模型与仿真分析

基于二分之一的四自由度车辆振动模型,把路面简化成Kelvin地基上Euler梁,通过非线性动态轮胎力,建立车路耦合系统的分析模型及其动力平衡方程;通过轮胎和路面的位移协调条件对耦合方程进行解耦,采用模态叠加法和New-mark积分法对耦合方程组进行求解。数值分析表明:轮胎作为参振子系统对路面的影响基本可以忽略不计,考虑轮胎作为参振子系统下车体的最大竖向位移是没有考虑情况下的1.2倍左右。并对车辆运动初速度、加速度、以及路面不平顺对车体振动影响进行了分析。     

基于单一源求逆法的排气噪声对车内噪声贡献量分析

以某车型车内噪声声压级为目标,以单一源求逆法辨识排气噪声体积加速度,并测试排气口到车内噪声目标点的声学传递函数。计算排气管口通过空气传递路径到车内噪声的贡献量,得知在发动机1730rpm附近排气噪声的2阶激励频率是车内噪声的主要贡献源,此时车内噪声主要是排气噪声过大引起的。增加车辆的吸隔音措施效果不明显,应优化排气管消声器以降低排气噪声。实验验证了分析结果。     

A Modern Technique of Transportation Simulation for Package Performance Testing

The paper reviews some of the current methods and proposes a new concept of assessment of hazards in road transportation and their physical simulation in the laboratory. In contrast to the standard approach in which acceleration is the primary data, the new method depends on a knowledge of road profile (roughness) and a numerical simulation model of the interactions between road and vehicle. Monitoring the transportation environment will consist of sampling the vehicle speed and simultaneously tracking its route by means of a GPS device.