弹性车体垂向运行平稳性一系最优控制研究

采用基于轨道谱及包括轮轴间时延预瞄的最优控制算法,在一系悬挂中加入主动控制,设计其主动控制规律,从降低轨道至车体振动的传递入手,对铁道车辆弹性车体垂向动力学模型进行仿真分析。结果表明,该最优控制算法对车辆系统的振动有较好的抑制作用;可以改善轨道至弹性车体中部的振动加速度传递率,在控制车体刚体振动的同时,也能抑制整车的弹性振动;最优控制算法对车辆系统的1Hz左右的低频振动、以及包含人体垂向振动敏感频域(4Hz-8Hz)的4Hz~10Hz频率内的振动衰减明显,但对车体高频振动作用不大。并与二系主动悬挂系统比较,发现一系主动悬挂能更有效的控制车体的弹性振动,且抑制的频率范围较宽,车辆运行平稳性更佳,为今后弹性车体减振措施选择提供依据。     

一系螺旋弹簧动刚度对车辆-轨道耦合振动影响分析

建立准确表征一系悬挂轴箱螺旋弹簧波动特性的力学模型,运用动刚度矩阵法求解,研究其对悬挂系统隔振性能影响。结合基于格林函数法的车辆-轨道耦合动力学模型,引入弹簧刚度频变特性,对比分析考虑一系螺旋弹簧频变刚度前后车辆动力学性能之间的差异。结果表明,动刚度矩阵法可以精确求解螺旋弹簧随频率变化的动刚度特性,在一阶模态振动频率后弹簧刚度值呈现103等级的剧烈变化,该结果与有限元模型结果一致;一系螺旋弹簧的动态频率特性导致轮轨激励由车轮至构架的振动位移传递率提高到接近于1,而对车体的振动传递率提高到了10-3左右;在整车车辆-轨道动力学计算中,其对轮轨振动影响较小,但车体与构架出现了较高的高频振动能量峰值。包含一系悬挂动刚度的车辆模型更接近实际,为了降低车辆振动,应尽量提高一系螺旋弹簧自振频率并降低动刚度变化幅值。       

含有悬挂链结构的新型聚氨酯阻尼材料的研究

在以甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、蓖麻油为原料的聚氨酯(PU)弹性体体系中加入了一种新型含有悬挂链结构的二元醇扩链剂,制得新型阻尼材料;论述了硬段及交联剂的种类和配比对PU阻尼性能的影响。结果表明:悬挂链结构二元醇扩链剂的加入,可有效提高PU弹性体在Tg之后的阻尼因子,显著改善其阻尼性能。     

基于结构阻尼的悬挂冲击噪声诊断

汽车悬挂受到路面冲击而产生振动,易导致主要工作部件损坏,故障点难以诊断定位.为此,提出通过采用冲击噪声识别悬挂部件结构阻尼来确定故障部位.首先建立反向积分作为振声脉冲响应信号处理的理论基础.反向积分法具有明确的物理意义,仿真和实验验证其能够有效识别单自由度阻尼比和带宽范围内的损耗因子.然后对比分析减振器与稳定杆球头的冲...     

轮轨磨耗状态下悬挂参数失效对车辆动力学性能影响

为了研究悬挂参数失效对车辆系统动力学性能的影响,建立高速车辆系统动力学模型和悬挂参数失效模型,针对新轮轨、磨耗后轮轨进行轮轨接触几何关系和动力学仿真计算,分析当悬挂参数正常工作和失效时,车辆动力学性能的变化。结果表明：与新轮轨相比,轮轨磨耗状态下的等效锥度、滚动圆半径差和左右轮轨接触角度差变大;轮轨磨耗造成蛇行失稳临界速度下降,运行平稳性和曲线通过能力变差;悬挂系统失效方式不同,对车辆系统动力学的性能和车体的动态响应影响程度不同;车辆的悬挂参数优化应考虑轮轨磨耗的影响。     

阻尼层厚度对结构阻尼性能的影响

通过分析比较,选用基于模态应变能理论的有限元分析方法。首先验证了方法的精确性,对于算例,前五阶结构固有频率平均误差为0.020,模态损耗因子平均误差为0.112。进而以阻尼层厚度为变量,对被动振动控制结构的两种典型形式——自由阻尼结构和约束阻尼结构,进行动态力学性能研究,研究结果表明：阻尼层厚度从0.2 mm增加到1.5 mm,两种阻尼结构的固有频率降低,损耗因子提高;相比之下,自由阻尼结构的减振性能更为依赖阻尼层厚度,即对于较小的阻尼层厚,约束阻尼结构的减振性能更为优异。     

自由阻尼结构对阻尼峰移动的影响

通过对ＳＤＲ－２２－２型阻尼材料复合前后阻尼性能的测试，并用数学优化法对测试数据进行计算机模拟处理，建立了曲线和拟合方程。讨论了自由阻尼结构形式和不同的厚度比对阻尼峰移动的影响。     

约束阻尼结构对阻尼峰移动的影响

通过对ＳＡ－３Ｃ、Ｔ５４／６０型阻尼材料复合前后阻尼性能的测试及用数学优化法对测试数据进行计算机模拟处理，建立了拟合方程。讨论了约束阻尼结构、多层阻尼结构和不同阻尼材料对阻尼峰移动的影响。     

车载设备悬吊位置及悬挂参数对车辆系统的影响

为了提高市域车辆运行平稳性,对车载设备悬挂位置和悬挂参数对列车的振动特性展开研究.首先,基于刚柔耦合系统动力学理论,采用动力学软件UM和有限元软件ANSYS、HYPERMESH建立快速市域车头车的车辆-轨道刚柔耦合系统动力学模型,其次,以车载设备中低压箱、辅助制动及其横梁和辅助变流器为研究对象,考虑辅助变流器的激励,分...     

减振器阻尼对车辆侧倾稳定性影响的仿真研究

质心较高的车辆在行驶过程中由于转弯等操作发生侧倾对车辆操纵稳定性的影响较大,甚至会导致车辆侧翻事故的发生,该文以提高SUV等高质心车辆的侧倾性能为目的进行相关研究。为增加减振器阻尼力来提高车辆的侧倾稳定性,对1/2车辆模型进行研究,提出一种新的车辆侧倾稳定性控制方法,通过Matlab/Simulink与Car Sim进行联合仿真,验证提出的控制策略在保证车辆平顺性的同时能有效提高车辆的侧倾稳定性并达到防止车辆侧翻的效果。通过采用可调阻尼减振器的半主动悬架对车辆进行控制,可提高车辆的侧倾稳定性,防止SUV等高质心车辆因侧倾过大导致侧倾稳定性变差甚至发生侧翻,预防交通事故的发生。     

采用改进Bingham模型的非线性汽车悬架的主共振

采用一种改进的Bingham模型描述汽车悬架中的非线性阻尼力，模型中的各参数具有明确的物理意义。都与阻尼器的特性有关。利用平均法研究了单自由度多频激励非线性汽车悬架系统的主共振，得到了一次近似解。然后，对理论解进行了数值验证，并研究了系统参数对主共振的影响，从而可以更加有效地控制汽车振动。     

玻璃鳞片对聚氨酯复合结构的阻尼性能影响

填料对阻尼材料和结构的减振效果具有重要的影响,本文以聚氨酯阻尼材料、自由阻尼结构和约束型阻尼结构为研究对象,利用半功率带宽法,考察聚氨酯阻尼材料中加入玻璃鳞片的含量、尺寸对悬臂梁结构复合损耗因子的影响规律,为阻尼材料的改性及阻尼结构设计提供基础理论依据。结果表明,玻璃鳞片在聚氨酯阻尼树脂中呈定向排列,形成多层片层结构。随着玻璃鳞片的加入,通过玻璃鳞片和阻尼树脂之间的界面摩擦可消耗更多的能量,使得复合损耗因子变大,但过高的玻璃鳞片含量会限制其运动,从而导致复合损耗因子降低;当聚氨酯阻尼树脂中加入的玻璃鳞片的尺寸逐渐变大时,阻尼结构的复合损耗因子逐渐变大,且复合损耗因子增大的速度逐渐减小。     

汽车悬架电流变阻尼半主动控制研究

以极小值原理为基础,设计优化阻尼变化律。减小汽车运行时的振动,然后采用最速下降算法进行优化阻尼变化律的数值计算。仿真结果表明,该时变阻尼能够综合地改善汽车运行的平顺性、安全性、稳定性,可以得到较为折衷的隔振效果,具有一定的理论及应用价值。     

阻尼层敷设方式对结构性能的影响

采用两种弹性模量不同的高分子材料，设计了四种自由阻尼层结构。基体钢板材质相同，阻尼层的总厚度相同。阻尼层分别采用单层同一材料和两层不同材料的形式。研究了结构的阻尼性能，发现采取分层阻尼层结构，并且将弹性模量大的材料敷设在外层时结构阻尼性能最好，依据高分子材料阻尼产生的机理，对此做了分析。研究了结构的固有频率，发现分层敷设结构的固有频率不因阻尼材料敷设顺序的改变而改变。     

流体载荷对水下自由阻尼板阻尼损耗因子的影响

结构的阻尼损耗因子是潜艇降低水下辐射噪声的重要参数。为此,采用谱有限元法以计算流体载荷作用下的自由阻尼板的结构损耗因子,探讨辐射损耗因子同功率转换系数间的关系;然后使用谱有限元法比较了含流体和不含流体的自由阻尼板的结构损耗因子的差异,使用能量法对相关计算结果进行验证;最后使用三维模型对流体载荷作用下的自由阻尼板的功率转换系数进行了计算,进而分析功率转换系数同阻尼层杨氏模量、阻尼层厚度、阻尼层材料损耗因子等参数的关系。研究发现：在低于第二阶弯曲波产生频率的频段范围内,无流体时的损耗因子小于有流体的自由阻尼板;从频段平均的角度来看,功率转换系数在低频存在较大峰值,在高频变化较为平缓且数值较小;实际潜艇在流体载荷下主要通过改变结构的阻尼来改变其辐射的阻尼损耗因子。分析结果对于潜艇结构阻尼的优化设计有参考价值。     

基于机器视觉的车距检测系统设计

为了探测前车车距,采用机器视觉方式,以 CCD构造单目成像系统采集前车图像,以检测车牌在图像中像素的数量方式实现车距的测量。系统以单目摄像头的成像模型,通过物像位置关系及大小关系,建立车牌图像与车距信息之间的模型;以CCD成像原理,建立车牌图像与传感器像元像素之间的模型。由此构建测距检测算法模型。采用MATLAB软件平台设计人机交互界面,对采集图像进行预处理提高图像的对比度;通过匹配连通域等算法,对车牌进行定位、分割,检测车牌水平方向像素数量;在此基础上,采取小孔成像原理计算车距的大小,并显示在软件平台上。实验证明了本系统能对前车图像进行分析从而计算出车距,该系统对3 m之外的车距检测平均误差为4%。     

利用模糊神经网络的汽车主动悬架与EPS集成控制

在基于转向的主动悬架整车动力学模型基础上,引入EPS模型、轮胎模型和路面输入模型,应用模糊神经网络控制方法,设计汽车主动悬架与EPS集成控制系统及其控制策略,集成控制器根据车身姿态的变化,动态调节主动悬架系统的作动器作用力和EPS的助力转矩,进行转向盘转角角阶越输入的仿真计算和分析,结果表明,相对于不加控制的悬架和转向系统,基于模糊神经网络的主动悬架与EPS集成控制系统的质心垂直加速度峰值和标准差分别下降40.94 %和26.06 %,整车横摆角速度峰值和标准差分别下降6.24 %和48.15 %,有效抑制车身的振动,提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。     

装备质量管理体系运行绩效评价指标设计研究

装备质量是装备建设的基础工程和生命工程。装备质量管理体系是推进装备建设科学发展的根本保证,其运行绩效水平的高低,直接影响装备质量。本文界定了装备质量管理体系运行绩效的基本内涵,从组织、动态过程、结果和外部环境等4个方面分析了装备质量管理体系运行的影响因素,提出了绩效评价指标的设计原则,构建了混合型绩效评价指标体系,为科学评价装备质量管理能力,加强和完善装备质量管理体系建设奠定了理论基础。     

车下设备悬挂刚度对车辆平稳性影响

为分析车下设备悬挂刚度对车辆平稳性的影响,通过对某型动车的车体有限元模型进行模态计算,并利用多体动力学软件SIMPACK的接口模块FEMBS建立该动车的刚柔耦合系统动力学模型,研究不同的设备悬挂刚度对车体与设备的耦合振动影响。通过刚性与弹性两种不同的联接方式对的比分析可知,弹性联接方式能够对车体的弯曲振动起到抑制作用,由此大大降低设备对车体振动的影响。刚度优化仿真结果表明：车下设备悬挂刚度的不同对车辆的平稳性指标有着重要的影响。