基于核密度估计的履带车辆传动轴载荷谱编制

为了建立军用履带车辆传动轴典型路面上的高可靠性载荷谱,通过实车试验采集接近实际使用情况的扭矩载荷及相关行车数据,由最少测试次数判据计算出载荷数据样本的置信度。由于试验载荷数据具有不规则的均幅值二维分布,基于二维核密度估计设计编谱流程,采取2次雨流计数,第1次雨流计数结果用于均幅值极值推断,第2次雨流计数结果用于核密度估计,既能很好地拟合均幅值分布,又能对实测雨流矩阵做合理外推。在获得典型路面使用寿命里程的二维设计载荷谱后,通过等损伤转换方法,将二维谱转化为以幅值为变量的8级程序块谱,并给出传动轴扭矩和转速的联合加载方法。研究结果表明,从疲劳损伤角度选择低载,舍去阈值为第8级幅值的0.8倍,频次和减少99.33%而损伤和只减少0.29%,可加速疲劳加载试验。     

履带车辆传动轴三工况动态扭矩实时测试

结合某型号履带车辆传动系统的结构、传动特性和传动轴动态扭矩测试装置特点,建立了履带车辆传动轴动态扭矩实车测试平台以检验扭矩测试装置是否能够满足履带车辆传动系统宽范围动态载荷测试的需求.利用数理统计方法分别对履带车辆在起步过程、原地转向和随机行驶3种工况下的传动轴动态扭矩特性试验测试结果进行统计并与理论计算值进行对比分析.结果表明:不同工况下履带车辆动态扭矩测试值与计算值之间的误差满足测试需求,能够准确地反映动态扭矩测试装置的有效性和准确性.     

履带车辆扭矩载荷测试样本量的确定

扭矩载荷编谱技术是进行受载零部件机械结构设计和疲劳试验的重要研究基础.以某履带车辆传动轴为研究平台,以中值随机疲劳载荷谱编制原理和分散系数法定寿命原理为理论依据,提出了一种有较高置信度(90%以上)的样本量确定方法.通过设计扭矩测试及采集系统,获得了该履带车辆传动轴在典型行驶工况下的扭矩时域信号,依此确定了样本量的大小,并通过等效疲劳损伤原理进行了验证.该方法为编制履带车辆传动轴载荷谱提供了有效的原始数据,同时降低了试验样本数量及测试成本.     

基于动态扭矩测试的综合传动系统主轴低周疲劳寿命预测与验证

为解决履带车辆综合传动系统主轴低周疲劳失效的问题,开展主轴疲劳样件检测及材料力学性能测试。通过实车测试获得主轴动态扭矩,在此基础上,建立主轴弹塑性有限元模型并预测主轴的低周疲劳寿命;进一步开展主轴低周疲劳台架试验,对寿命预测方法进行验证。研究结果表明:履带车辆在起步阶段下的冲击扭矩是造成综合传动系统主轴低周疲劳的主要载荷;由于双侧非对称的结构特点,导致主轴右侧冲击扭矩均值是左侧的1.54倍;主轴最大Mises应力为1 510 MPa,最大应变为0.008 692 3,均发生在右侧输出花键与过渡圆弧交界位置的齿根处,与主轴疲劳断裂位置一致;实车条件下主轴能承受冲击扭矩的次数为17 082次;台架试验获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 000,预测获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 843次,仿真结果与试验结果基本吻合,验证了低周疲劳寿命预测方法的可行性。     

一种可测转速的风扇传动装置及其台架试验

风扇传动装置是车辆散热系统的关键部件,它直接控制风扇工作而维持车辆的热平衡.为了获得风扇实际工作转速,有效控制风扇并为风扇提供动力,设计出了具有实时测量风扇转速功能的风扇传动装置,并进行了台架试验.结果表明:风扇传动装置结构合理,转速测量准确稳定,各元件之间匹配良好,满足车辆设计要求、可靠性要求及使用要求.     

分布式电驱动履带车辆驱动扭矩分配方法研究

分析了分布式电驱动履带车辆驱动扭矩分配对履带张紧力的影响.提出了基于效率最优的驱动扭矩分配方法:当一侧扭矩和不大于当前电机转速下最高效率点对应的扭矩时,前侧电机输出该侧所需所有扭矩;反之,前后两电机输出相同的驱动扭矩.提出了电机故障模式下驱动扭矩分配方法,实现驱动系统的容错控制.基于Matlab/Simulink建立了分布式电驱动履带车辆仿真模型.仿真结果表明,该扭矩分配方法有效可行.     

基于虚拟样机技术的履带车辆扭力轴载荷谱的编制

载荷谱是履带车辆可靠性设计和测试试验的重要依据.针对履带车辆研究中载荷提取困难的问题,文章采用虚拟样机技术模拟实验提取载荷.以某型履带车辆为模型,基于多体运动学研究建立了整车模型和测试系统,根据履带车辆实际应用情况设计任务剖面,模拟仿真提取载荷.利用雨流计数法得到载荷的均值、幅值直方图,用数理统计方法处理,得到可应用的八级载荷谱,可以为履带车辆疲劳寿命研究提供一定的参考.     

车辆传动装置功率损失建模计算

建立了车辆传动装置空载损失与加载损失计算模型,并用实验数据进行了验证.结果表明,计算模型所得结果与实际值基本相符;在机械工况下传动机构的总损失主要取决于离合器带排损失和齿轮的搅油损失.     

车辆传动轴动态扭矩测量与数据预处理研究

为了解决车辆传动系统载荷谱测试过程中,转速高、扭矩大和温度变化范围广的环境中传动轴扭矩测量和数据传输困难的问题,研制了基于蓝牙4.0技术的车辆传动轴动态扭矩实时测量和无线传输测试系统.建立了传动轴动态扭矩信号预处理方法.在此基础之上,开展了实际车辆行驶过程中传动轴动态扭矩测试试验并且对数据进行了预处理.试验结果表明:在高转速等复杂工况下测试系统工作性能良好,能够准确地实时测量传动轴的动态扭矩;在信号预处理方面,箱线图法对异常值的去除有明显的效果.相对于小波分析通用阈值去噪方法,小波分析自适应阈值去噪对传动轴动态扭矩信号的去噪更具有针对性和准确性.     

高速履带车辆托带轮受力分析及优化

针对某履带车托带轮受力过大导致相关结构损坏的故障现象,利用Recur Dyn建立履带行动系统动力学模型,通过测试和有限元计算获取行动系统主要部件特性参数并输入到模型,仿真分析了托带轮附座受力及上支履带的振动状态.对托带轮的布置进行了优化,使托带轮附座的受力有效降低,履带拍打翼子板的频次大幅减少.样车试验结果表明,优化改进措施有效,样车最终通过耐久性验证.     

某型柴油机高压共轨喷油器结构改进仿真分析

针对某型柴油机共轨喷油器改进设计的需求,建立了喷油器的数值仿真模型,研究了喷油器针阀质量、控制腔容积及供油道长径比对喷油器特性的影响.研究表明在保证针阀结构强度的情况下,针阀质量应该更小;控制腔容积在满足针阀升程要求等条件下也应更小;在确定长径比的条件下,合理安排喷油器的尺寸结构,适度增加供油管的长度和直径可以降低喷油器内部的压力波动.研究为该型喷油器的改进设计提供了技术支撑.     

履带车辆履带预张紧力对平顺性的影响与仿真

为了分析履带预张紧力对车辆平顺性的影响,以某型高速履带车辆为例,在多体动力学仿真软件RecurDyn中建立了整车动力学模型,在不同车速下对履带预张紧力的不同取值对车辆平顺性的影响进行了仿真.结果表明,从平顺性最优的角度出发,该型履带车辆履带预张紧力取车重的10%左右较为合适.     

坦克装甲车辆发动机排气发电技术研究

提出一种利用布雷顿(BRAYTON)循环的坦克装甲车辆发动机排气发电技术方案,对循环过程进行了热力学分析,并探讨了引入循环后对发动机性能的影响及在坦克装甲车辆上实现的可行性,分析研究表明该系统技术适用于坦克装甲车辆的发动机排气发电.     

高压共轨柴油机喷油系统性能仿真研究

对高压共轨喷油系统高压油泵、共轨管、电控喷油器等进行了分析,建立了高压共轨喷油系统数学模型;采用GT-FUEL以燃油流动过程为基本流动模型建立了高压共轨喷油系统仿真模型;对高压共轨喷油系统进行了台架试验,对试验结果进行了分析,并对仿真模型的计算精度进行了验证,误差在8.1%以内.     

一种改进的汽车安全状态判断方法

汽车安全状态判断是实现汽车主动避障系统功能的重要部分.文中在建立汽车安全状态判断模型时,综合考虑了汽车轮胎路面附着系数、前车运动状态以及驾驶员心理因素的影响,建立了一种改进的安全状态判断模型;通过搭建Carsim和Matlab/Simulink联合仿真模型对所提出的安全状态判断方法进行仿真分析.仿真结果表明,所建立的安全状态判断方法和传统的安全状态判断方法对比,能够在保证安全的同时,有效的增加道路交通利用率.     

复合工况下基于接地性态的轮胎减磨优化设计

针对单一变量法易忽略参变量的耦合特性及单一工况法忽视复杂驾驶工况的问题,提出了基于二维环模型的轮胎磨损模型,以接地性态指标为优化对象,在3种复合工况下,使用粒子群算法对轮胎进行减磨优化,获得了轮胎接地性态指标的最优解.结果表明:该模型可以基于接地性态快速有效的预测轮胎磨损.在一定范围内,轮胎接地印迹和非对称指数减小以及轮胎滚动阻力矩增大是轮胎减磨的优化方向.接地印迹长度和滚动阻力将对轮胎磨损产生较大影响,非对称指数对轮胎胎面磨损的影响则要小得多.     

某轮式空降战车模拟着地冲击试验方法研究

提出了一种空降战车模拟着地冲击试验方法.按照试验方法进行空降试验,得到了不同测点的“时间-过载”曲线.结果表明:车底甲板中心位置最大冲击加速度为17.451g,冲击时间231ms,满足试验要求,验证了该模拟试验方法可行、有效.该试验方法较实装空投具有试验条件要求低,可操作性强且环境条件易于控制,可大幅提高试验的迭代次数,节省试验费用.     

空燃比分析仪标校研究

传统的空燃比分析仪标校方法分为浓燃和稀燃两段进行标校.文中搭建了针对空燃比分析仪的测试环境,利用自主研发的控制系统获得了从浓燃到稀燃不同λ值下宽域氧(UEGO)传感器的极限电流值,使用Origin软件进行多项式拟合,将拟合的公式运用到空燃比分析仪的控制系统中,完成标校.实验结果表明,标校后空燃比分析仪的Ip-λ值曲线与博世LSU4.9数据手册的曲线高度吻合,所测得的λ值与日本HORIBA-730λ仪误差不超过1%.     

基于改进叠模方法的两栖车航行阻力成分研究

基于两栖车阻力产生的机理,提出了一种"改进叠模"航行阻力计算方法.以某履带两栖车为例,分析了其航行阻力的特性、尾部顺流段对航行阻力计算中流场的影响、车体表面动压力变化,获得了两栖车航行阻力成分构成,计算结果与拖曳模型试验数据基本吻合,表明用该方法可以有效分析两栖车的航行阻力.     

特种车辆用电源变换与保护装置设计

为了适应特种车辆用高压供电体制,满足整车电气设备对电能的使用需求,具备完善的软启、过压、过温、限流等保护功能,同时实现低压电网、高压电网的有效隔离,进行特种车辆用电源变换与保护装置的设计.该装置选择移相全桥拓扑结构,通过参数匹配、仿真验证及台架试验,该系统能够满足特种车辆整车系统的电能使用要求,并已进行产品开发应用.