四立柱可靠性试验载荷谱标准化方法研究EI北大核心CSCD

基于四立柱的台架试验是整车开发过程中可靠性评价的重要方式,当前以试验场整车载荷采集-路谱迭代的试验方式需要对每一个车型均进行实车载荷测量,存在试验周期长且产品可靠性不足时改进成本高等问题。以同一试验场可靠性规范下不同车型载荷相似性基础,开展整车四立柱台架试验载荷谱的标准化研究。分析四种车型整车四立柱台架试验载荷特征,确定各路况下不同车型同一车轮在时域、频域及损伤域的相似性,左右轮载荷时域相关及频域相干、前后轮载荷间时延特征;以同一车轮的功率谱密度分布拟合,选取覆盖一定百分位水平的功率谱作为目标重构单侧车轮时域载荷信号;综合相关和相干特征构造对侧车轮时域载荷历程;基于前后车轮时延特征,构造后轮载荷历程,最终形成整车四立柱台架试验标准化载荷谱。通过对比标准化载荷谱和实测道路谱的时域、频域、雨流、损伤,分析标准化载荷谱的合理性,以某SUV实际台架试验进行实际验证。结果表明,构造的标准化载荷谱有效复现试验场载荷下的失效情况,可为整车可靠性的快速验证提供有效手段。     

基于圆判据的超空泡航行体非线性控制研究

超空泡航行体在高速航行过程中大部分表面被空泡包裹,航行体尾部与空泡间相互作用产生剧烈变化的滑行力,该滑行力是导致航行体失稳的主要因素。由于航行体与空泡相互作用机理的复杂性,使得滑行力表达式存在很大的建模差异和参数不确定性,针对这一问题,该文首先通过一系列变换将系统模型表示为线性环节和非线性环节反馈连接的形式,然后基于圆判据定理给出了航行体绝对稳定的充分条件,并依据该条件采用状态反馈极点配置方法设计控制器。仿真结果表明,该控制器针对滑行力建模不确定性和参数不确定性的情况,可以通过合理配置闭环极点实现系统对不同非线性条件的绝对稳定。     

基于底盘测功机恒载荷加载的预加力理论时间分析

JJF1221-2009《汽车排气污染物检测用底盘测功机校准规范》规定的基本惯量、滑行时间等参数理论值，均通过科学的动能守恒公式计算得出。目前具体在恒载荷加载滑行（施加预加力）理论时间的计算公式中是按照四等分分段滑行方法来计算的，并且计算时要求保留整数的修约方法。本文旨在论证四等分的科学性与不同修约方法对计算准确度的影响。     

轮胎滚动阻力精确测试方法研究

针对目前常用的轮胎滚动阻力室内测试方法(测力法、滑行法、反拖法等)与室外实际道路得出的轮胎滚动阻力对比相差较大的问题,通过比较分析各种现有测试方法的优缺点,提出一种利用单滚筒底盘测功机来测量轮胎滚动阻力的方法。为提高测试准确度,在实验开始前依据转鼓自身滑行消除单滚筒台架的内阻,在单滚筒底盘测功机的无加载滑行和二次加载滑行实验基础之上建立相应的数学模型,得出汽车和测功机总的惯性质量,具有操作简单、准确度高等优点。     

矿用车辆动力性能测试台设计研究

为了对矿用车辆进行整车动力性能的质量检测和试验研究,根据矿用车辆的结构和动力性能的特点,分析动力性能台架测试台的功能和用途,简单论述测试台的原理和主要组成部分,通过对矿用车辆传动方式分析,重点研究分析选择测试台加载装置的类型。     

基于国Ⅵ标准的汽车道路滑行试验研究

为提高轻型燃油车节能减排标准,国家发布了国Ⅵ污染物排放标准。国内汽车企业和检测机构在使用这一新标准进行滑行试验时,仍存在一些技术问题。该文概括汽车道路滑行试验流程;对轻型燃油车进行基于国Ⅵ污染物排放标准下的滑行试验设计,并重点阐释较国Ⅴ污染物排放标准改进的方面;对国Ⅵ标准下的滑行试验数据进行处理,并与现行国Ⅴ标准试验数据进行对比,数据处理结果表明国Ⅵ标准由于考虑的因素较为周全因而得出的试验结果更加合理。     

基于室内台架模拟汽车性能测量与控制系统的试验研究

通过对室内台架模拟汽车性能检测运行工况试验,研究了道路模拟装置一汽车底盘测功机的测量系统计量能力和扭力、速度、距离、功率误差以及恒速控制、恒力控制、控制稳定时间,确定了系统误差技术指标要求和试验方法.并采用滑行法和反拖法对底盘测功机内部损失功率进行了功率补偿比对验证,有利于保障汽车性能检测的准确性.     

驱动轴夹角与整车横摆试验研究

由于装配工艺和制造误差的存在,驱动轴夹角往往成为整车抖动问题出现的根本原因,易被忽略。驱动轴夹角的大小直接影响驱动轴的轴向派生力,轴向派生力过大将导致整车横摆,导致客户抱怨整车抖动。测试4家国内外主流驱动轴供应商单滚环结构三球销式驱动轴在不同驱动轴夹角下的台架轴向派生力,并搭载前置前驱四缸机汽油车进行不同驱动轴夹角工况下整车NVH性能测试,通过频谱分析、阶次分析,结合主观评价发现,3阶轴向派生力和驱动轴3阶座椅导轨Y向振动均与驱动轴夹角呈正线性关系,驱动轴3阶Y向振动指标可以用来客观评价横摆,整车横摆与驱动轴夹角强相关。     

3D数字路面底盘构件载荷分解研究

汽车底盘零部件载荷谱是分析构件疲劳性能的关键要素。传统采用虚拟迭代提取载荷谱的方法存在研发周期长、成本高等缺点。基于此,采集了试验场典型强化路不平度的高程数据,建立3D数字路面模型,开展了试验场典型强化道路试验,得到实车轮心六分力、悬架和车身关键点监测信号;基于ADAMS/CAR建立整车刚柔耦合多体动力学模型,并通过室内台架试验依次对整车模型和轮胎模型进行校验;采用3D数字路面法和虚拟迭代法开展整车多体动力学仿真,并将仿真数据与实车测试信号从时域、频域、RMS值、伪损伤比和穿级计数等数据统计角度分析对比。结果表明,基于3D数字路面仿真数据精度略低于虚拟迭代法,但两种方法在各典型路面工况下监测信号时域和频域曲线整体趋势基本一致,RMS值相对误差在30%以内,伪损伤比值均介于0.65～1.70,可满足后续疲劳分析的精度要求;3D数字路面仿真能够较为准确的反映强化路载荷工况,在零部件研发初期可进一步提高效率,降低成本。     

某航空发动机可调机构阻滞力检测试验技术研究

针对某发动机减速过程中存在可调机构阻滞力过大,驱动力矩无法有效驱动联动机构,可调机构停滞,造成发动机喘振故障,研制一种中速测试系统,实现温度、压力、转速信号采集,满足发动机普查与定检试验需求,同时系统采用集成化设计理念,提高试验效率。     

二阶滑模离心-振动试验系统的振动控制

针对离心-振动试验系统的振动位移跟踪控制存在参数不确定性和干扰的问题,提出一种基于二阶滑模的振动位移跟踪控制方法。该方法基于高阶滑模控制基本原理,通过建立离心-振动复合试验系统数学模型,利用李雅普诺夫第二法设计出二阶滑模振动位移控制律。仿真结果表明：该方法在2 s内能够完成位移跟踪,跟踪准确度达到0.001 m,能够有效降低系统抖振,实现振动位移跟踪的精确定位,具有较高的控制精度和可靠性。     

采用滑动模态控制器的实时子结构试验等效力控制方法

等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替ＰＤ和ＰＩ控制器。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合线性和非线性系统的控制。线性弹簧试件的实时子结构试验模拟和试验验证了这种控制方法的可行性.防屈曲支撑试件试验模拟和试验的结果表明,非线性系统的等效力控制方法试验,滑动模态控制有较好的控制效果。     

PMSM馈能系统硬件在环仿真研究

为对电动汽车动力电机馈能效率进行研究,方便馈能效率的测量,提出一种基于滑模控制算法的PMSM(permanent magnet synchronous motor)馈能研究方法,即通过控制电动机的输入电压与电流来驱动相同性能的电动机发电。首先以馈能理论为基础,建立包含滑模变结构控制、空间矢量、PMSM等模块的PMSM馈能系统仿真模型,并进行离线仿真分析。结果表明:采用所提出的馈能方法可达到70%左右的馈能效率,具有一定的可行性。同时,建立PMSM馈能系统dSPACE硬件在环试验平台,对其进行硬件在环试验验证。试验结果表明:电动机馈能效率在60%~80%的范围内,与离线仿真所得结果较为接近。这不仅验证了所建立的馈能仿真模型的正确性,且进一步证明了纯电动汽车动力电机自身馈能在节能方面的可行性。所提出的馈能方法能够为目前现有馈能方式提供更多选择,硬件在环试验研究也能够为后续的PMSM台架和实车试验研究提供一些技术支持。     

Principle, design and experimental validation of a flywheel-battery hybrid source for heavy-duty electric vehicles

The design and the integration of an electromechanical storage system into an electric vehicle power train are discussed. The objective of this study is to highlight the interest of sources hybridisation for heavy-duty vehicles with discontinuous mission profiles as garbage collection. This behaviour is characterised by a high peak-to-average battery power ratio. A solution to increase vehicle performances is to maintain the battery power within rated levels for charges and discharges with an auxiliary peak-power source which supplies or recovers the energy during acceleration or braking, respectively. In this case, the battery can be considered as an energy source. The authors have focused on a hybrid source made of a battery and an electromechanical storage system, which behaves as a power source. This principle has been verified with the help of simulations through Matlab/Simulink^reg. To validate the simulation results, an experimental test bench including the hybrid source has been designed. This test bench allows to recreate the dynamic vehicle behaviour on a given mission profile. Experimental results are shown and discussed.     

基于改进HHT分析车轮椭圆化对高速列车时频特征的影响

研究车轮椭圆化对高速列车时频特征的影响问题。建立车辆/轨道空间耦合模型,模拟计算了高速车轮椭圆化和轨道谐波不平顺共同激励下车辆系统的动力响应。将一种基于改进经验模态分解的希尔伯特-黄变换方法应用于车辆/轨道耦合系统的振动信号分析中,计算分析了动力响应的时频分布和振动能量分布。结果表明：车轮椭圆化会引起车辆系统振动响应的频率调制,车辆系统蛇形运动和振动能量分布的非线性变化。     

套筒型限位支座滑移性能试验研究及有限元模拟

该文以实际工程为背景,对不同几何构形摩擦副的滑移性能进行了试验研究及分析,并对套筒型支座在剪力和弯矩下的滑移性能进行了试验研究。试验结果及理论分析表明摩擦副的几何构形对支座的滑移性能有较大影响。通过有限元分析,滑移支座的滑移性能也能得到较为准确的模拟,据此提出了基于有限元的对支座滑移性能的评估方法。     

汽车制动钳滑移阻力检测系统研制

依据国家汽车制动系统行业相关标准研制汽车制动钳滑移阻力检测系统.以行业标准和企业测试要求为依据,制定活塞滑动阻力测试方案,引入高精度数据采集、伺服精密加载控制、测量系统分析等技术,设计基于伺服运动控制的精密加载机构的测量装置、采用真空泵用来对系统抽真空实现系统自动可调节的真空源,利用气液增压器、电气比例阀来满足对气液源...     

Development of a Cornering Bench Fatigue Test for the Validation of a Lightweight Commercial Vehicle Front Hub

Laboratory testing to validate the performance of vehicle components is a common practice in the automotive market. However, during standard bench testing of a commercial front wheel hub, several failures occurred in unexpected regions indicating an inconsistency with the vehicle cornering tests. This article addresses this inconsistency and presents methods for fatigue assessment using an accelerated rig (bench) test for a lightweight commercial vehicle front wheel hub. A complete cornering (figure of eight) vehicle test is modeled on a multi-body dynamic simulation system (ADAMS/Chassis) and the results are compared with the actual data obtained from the hub of a vehicle instrumented with a set of wheel force transducers. The multi-axial loading condition is successfully simplified due to the dominance of some stress components. Load data from the simulation are processed with the rain flow cycle counting algorithm. Critical locations on the C55 steel hub are determined with the stress analysis done on ANSYS (ANSYS Theory Reference: Release 10.0, 2005). Total damage is estimated by using the Palmgren–Miner linear damage summation rule. Finally, some validation test results are consistent with vehicle tests and may be used to substitute performance.     

水润滑橡胶艉轴承鸣音测试试验及机理研究

水润滑橡胶轴承在低速、重载、润滑不良状况下,会出现异常振动与鸣音,严重影响水下航行器的隐蔽性与生存能力,因此开展鸣音机理研究具有重要的理论意义和工程实际应用价值。该研究主要通过理论分析和台架模拟试验,利用Pulse振动分析平台对艉轴试验台架的振动情况进行数据采集和频谱分析,揭示鸣音产生机理以及载荷、线速度、温度等因数对鸣音的影响规律。     

无轴传动控制系统滑模变结构观测器研究

针对无轴传动中矢量控制系统各运动单元驱动电机、转子磁链难以精确观测的问题,设计了一种基于滑模变结构理论的转子磁链观测器,并用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.仿真结果显示,该方法有较高的转子磁链观测准确度,并对转子电阻的变化具有鲁棒性.