某新型半挂车车架静态特性与模态分析

运用三维CAD软件建立了某新型半挂车的三维模型,并将其导入HyperMesh中建立有限元模型,对车架进行了满载弯曲、满载扭转、紧急制动、转弯等4种典型工况下的有限元静力学分析,得到相应的应力分布和变形情况,对车架结构进行模态分析,预测车架结构和激励相互影响的可能性。结果表明车架的强度和刚度均满足要求。通过模态分析,得到车架前16阶的模态频率和振型,结果表明车辆正常行驶时可以有效避免共振现象产生,车架结构设计合理,对产品的优化设计据有一定参考意义。     

某型半挂车车架静态特性研究

调研半挂车车架在使用过程中容易出现断裂等现象,建立了实体单元为基本单元的半挂车车架有限元模型,对车架进行了静态特性研究,通过计算得到车架弯扭工况最大应力为224.95 MPa,大于车架的许用应力,无法满足强度要求。通过改进车架结构,进行模型验证,使车架强度得到明显提高,达到使用要求,为半挂车车架优化以及进一步改进提供参考依据。     

半挂车车架结构有限元分析

半挂车车架是半挂车的基本组成部分,在半挂车工作过程中,车架的受力情况十分复杂,因此对其结构提出了更高的要求。半挂车车架结构设计难度较高,需要利用有限元分析方法对其结构强度进行科学、准确地分析,进而为优化结构设计提供可靠依据。本文对半挂车车架结构及有限元法进行了简单介绍,并对半挂车车架结构进行了有限元分析。     

阶梯式半挂车车架疲劳寿命预测

根据某阶梯式半挂车车架的结构特点,建立了其有限元模型,通过分析得到车架静态应力分布;基于半挂车多体动力学模型,以H级路面的路面载荷作为边界条件进行动力学分析得到车架载荷谱。以上述分析数据为依据,综合考虑影响半挂车车架疲劳特性的主要因素,采用多轴临界面法Brown-Miller疲劳损伤平均应力修正模型预测了半挂车车架的多轴疲劳寿命,得到其疲劳薄弱部分,为结构和工艺优化提供参考。     

重型自卸车车架结构强度分析与改进研究

针对TY型自卸车车架结构设计是否合理的问题,将有限元分析方法应用到车架结构强度分析中。首先对车架模型做了合理的简化,建立了基于Hypermesh的车架结构有限元模型,并分析了弯曲、扭转和举升等多种工况下车架的应力情况;针对举升工况下车架第四横梁区域应力集中现象,提出了相应的车架结构改进方案;将第4横梁及其上连接板高度相应的加高,重新布局该处的螺栓孔,并对改进后的方案进行了强度校核。研究结果表明:改进后举升瞬间车架的最大应力减小了71.8 MPa,举升45°工况下车架的最大应力减小了55.2 MPa,弯曲工况和扭转工况下车架最大应力也有不同程度地降低,避免了该区域的应力集中现象,验证了该改进方案的有效性,为后续车架结构的改进提供了参考依据。     

某履带式收割机底盘车架静态分析与结构改进

通过Solidworks软件建立了某底盘车架的三维实体模型,并采用Ansys软件对其进行结构有限元分析,获得了满载弯曲、满载扭曲(满载过障)、紧急刹车和紧急转弯四种工况下的整体钢强度特性。分析结果表明,在上述四种主要工况下车架的最大应力分别可达到282MPa、556MPa、312MPa、357MPa,明显大于材料的许用应力,实际工况下很可能导致车架断裂,引发安全事故。给出了车架设计中所存在的薄弱环节,并提出了较原结构可减重约22kg的结构改进方案。改进后车架结构的最大应力及位移变化量均得到有效改善,最大应力值分别降低21.28%、33.1%、34%、47.9%,改进后结构中最薄弱环节的抗疲劳工作寿命为6.795年。研究结果表明改进后结构的静动态力学性能较原结构有较大提高,可满足正常工况的使用需求。     

基于模糊理论车架优化强度-质量合理性分析

在对车架进行优化设计时,最终目标是提高车架强度和降低重量,二者同时达到最优即可获得最佳设计。根据某自卸车车架结构特点和设计方案,对满载静止或匀速行驶工况、满载弯扭工况、满载举升工况等,对车架强度因素进行确定;基于模糊综合评判理论和模糊推理理论,建立车架强度系数、质量系数和强-质比系数的模糊数学模型;采用Sugeno模糊推理方法,在强度系数、质量系数和强-质比系数基础上,建立车架强度-质量关系合理性模糊推理模型。基于数学模型,确定影响强度系数的各主要强度因素,利用模糊综合评判对车架强度进行评价。结果可知:优化设计后车架强度更接近"很高"评级,质量增加属于"较好"评级,而强-质比系数隶属于"较好"评级;对于车架整体强度-质量关系合理性模糊推理结果则给出更接近"好"评级;为同类优化设计提供参考。     

新型电动汽车车架结构分析及优化设计

对研发的新型电动汽车车架进行了结构分析及优化设计。首先按照总体设计的结构,借助Hyper Works平台建立以板壳单元为基本单元的车架有限元模型,并在此基础上分析满载弯曲与满载扭转两种典型工况下车架的应力和变形情况。结果表明,该车架在扭转工况下安全系数过低且变形较大。然后针对设计薄弱环节进行结构优化,并再次分析两种典型工况下车架的应力和变形情况。结果表明,优化后的车架应力和变形都有所降低,效果显著,满足设计要求。目前,该车型已经定型生产。     

不同焊点模拟形式的太阳能清洁车车架强度分析

以某型号太阳能驱动清洁车车架为研究对象,采用有限元分析的方法,利用Hypermesh将车架分别划分为整体式有限元模型和分部焊接式有限元模型;基于Hyper Works软件完成材料及约束设置,进行满载静止和满载制动两种工况下的强度分析,得到相应的车架应变及位移云图,分析两种模型计算结果,数值相差较大,两种焊点模拟方式不可等效。满载静止与满载制动工况车架均满足强度要求并有较大优化空间,提出改进意见,为太阳能清洁车车架的结构优化设计提供参考。     

基于ANSYS的电动车车架改进设计

针对某型号电动汽车车架结构设计是否合理的问题,对车架结构刚度、强度及动态特性等方面进行了研究。首先在Workbench中利用概念建模建立了车架有限元模型,然后分析了车架在满载弯曲和紧急制动工况下的位移变形和应力分布情况;再选择Block Lanczos法研究了车架的结构模态,提取了车架在满载弯曲工况下的前六阶固有频率。针对车架位移变形大结构刚度不够和低阶固有频率偏小车架动态性能差的问题,提出了相应的改进方案:将车架后悬架的弹性元件由原来的螺旋弹簧改为钢板弹簧。最后对改进后的车架进行了校核。研究结果表明,改进后车架位移变形减小,同时结构应力降低,低阶固有频率提高,说明该改进方案合理,为车架的设计和改进提供了参考和依据。     

压电微位移台的动态迟滞建模及实验验证

为了提高压电微位移平台快速定位的精确度,建立了一种表征压电微位移平台驱动电压与输出位移关系的定位模型。考虑压电工作台在快速、大行程精确定位过程中会受压电陶瓷迟滞特性及本身动态特性的影响,本文采用BoucWen模型描述压电陶瓷迟滞特性,并结合压电工作台的动态特性进行共同建模,使模型同时体现压电工作台的动态特性与迟滞特性。为了验证模型的正确性,搭建了基于压电微位移平台和相关驱动器的实验设备对模型进行了实验验证,并进行了测控程序的二次开发。研究结果表明,与单纯的Bouc-Wen模型相比,提出模型在最大位移输出为40μm,输入电压频率为40Hz时的最大误差由3.04μm下降到了0.67μm,此时最大相对误差为1.68%。得到的结果验证了提出的模型可较好地模拟压电工作台的迟滞特性与动态特性,大大提高压电微位移平台在快速、大行程定位中的精确度。     

坦克多体系统动力学建模及模型试验验证

为研究坦克的行驶振动特性和越野机动性,通过虚拟样机技术和多体动力学建模方法,对坦克动力学系统进行了拓扑结构分析,建立了坦克多体系统动力学模型,基于谐波叠加法建立了随机路面模型;为了验证模型的可信性,在稳定行驶工况下,分别选取汽车平台障碍和随机路面高速跑道环境,将模型仿真结果和实际车辆试验结果进行对比分析。结果表明：该坦克多体系统动力学模型能够较好地反映实际车辆的振动特性,为坦克行驶振动特性的研究提供了参考模型;实车试验的方法能够很好地用于仿真车辆模型动力学特性的验证。     

考虑迟滞行为的重型车辆轮胎原地转向阻力矩研究

重型车辆原地转向阻力矩是影响其转向系统设计与控制性能的关键参数之一,精确可靠的阻力矩模型对提升转向驱动系统的设计水平、稳定性与控制能力有重要作用。为建立可精确复现实际转向工况的阻力矩模型,将轮胎转向时胎面单元变形产生的弹性迟滞摩擦力与Maxwell迟滞模型结合,提出考虑轮胎迟滞行为的原地转向阻力矩模型,可对轮胎任意换向下的阻力矩进行有效预测。基于重型车辆单轴转向系统测试台,试验探究转向频率、转向角幅值和垂直载荷对阻力矩的影响规律;基于典型迟滞行为设计系统转向角输入,明确原地转向阻力矩模型对擦除特性、多值特性、同余特性和返回点记忆性的复现能力与其实际迟滞行为。试验结果表明,该模型可以复现擦除特性、同余特性和多值特性的典型迟滞行为,这与标准迟滞系统一致,具有普遍性,但重型车辆转向阻力矩在返回点记忆特性上存在特殊性,即仅在轮胎回转角大于蓄力角度时才表现出良好的返回点记忆特性。综上可为重型车辆原地转向阻力矩研究提供有价值的模型参考。     

卷带装置液压系统恒功率特性研究

为研究卷带装置液压系统的恒功率特性,建立了理论分析的数学模型,分析了相关参数对系统性能的影响,在此基础上建立了系统的仿真模型,分析了负载变化对系统压力、液压泵流量及液压马达转速的影响,通过搭建卷带装置实验台,测试了系统的恒功率特性。结果表明:系统具有较好的恒功率特性,仿真模型能够有效测试系统的恒功率特性。研究成果为卷带装置液压系统的改进设计提供了技术支持。     

几何模型自由特征设计复用技术

特征技术一直是计算机辅助设计、制造领域研究的热点.自由特征由于自身的复杂性和不确定性,使其描述及操作十分困难.从知识复用的角度,建立了基于自由特征的模型设计方法.利用信号处理技术--小波的多尺度特性把模型的空域表示变换为频域描述,通过小波滤波器组完成对模型的自由特征提取和复用.模型从空域转换到频域表示,不仅提高了自由曲面建模的效率,而且方便了模型的修改、调试.     

改进Alexnet的滚动轴承变工况故障诊断方法

考虑齿面接触温升的影响,针对高速渐开线直齿轮动力学特性和润滑性能问题,建立摩擦动力学模型剖析齿轮润滑特性与动力学行为的耦合关系以及揭示油膜润滑机理。首先,建立含时变啮合刚度、齿侧间隙、传动误差的多自由度直齿轮弯-扭耦合动力学模型;其次,建立一维线接触瞬态混合热弹流润滑模型,通过整合得到含热效应的直齿轮摩擦动力学模型,利用龙格库塔法与多重网格法的联合迭代求解耦合系统的控制方程;最后,通过静态工况和动态工况数值计算结果的对比、摩擦动力学特性的分析以及温升的对比,证明了建立摩擦动力学耦合模型的必要性,为高速齿轮动态特性和润滑性能的改善提供分析方法。     

Auto-calibration and -compensation of a capacitive pressure sensor using multilayer perceptrons

Using multilayer perceptrons (MLPs), a smart model for a capacitive pressure sensor (CPS) is proposed. When the ambient temperature changes, the nonlinear response characteristics of a CPS may vary widely. Under such conditions, calibration of the sensor and compensation of the nonlinear sensor characteristics to obtain correct readout becomes a difficult task. The proposed MLP model can provide automatic nonlinear compensation and calibration of the CPS characteristics. A microcontroller unit (MCU)-based implementation scheme for this model is also considered. Simulation results show that this model can estimate the pressure with a maximum full-scale error of +/- 1% over a variation of temperature from -50 to 150 degrees C.     

多项式结构选择技术构建风电滑动轴承润滑特性代理模型

在模拟滑动轴承润滑特性时，现有的CFD仿真方法计算成本高、耗时长，且不适宜于油膜优化设计中的多次迭代调用。提出采用多项式结构选择技术构建风电滑动轴承润滑特性代理模型，该方法通过遗传智能布点技术遗传样本，减少CFD仿真次数；基于误差减小比率筛选对润滑特性影响大的有效项，剔除影响小的无效项，减少多项式项数来提高风电滑动轴承润滑特性多项式代理模型的效率和精度。该模型实现少而精的多项式拟合润滑参数与润滑特性的强非线性映射关系，所需采集的样本数量少于传统的径向基函数代理模型构建方法，且计算误差小于径向基函数代理模型，为复杂非线性建模提供一条新的研究思路和技术途径。     

圆锥曲面数控编程及刀具轨迹仿真分析研究

为提高圆锥特征曲面的加工效率和加工稳定性,建立了一种圆锥特征曲面刀具轨迹分析模型。首先,通过UG软件对圆锥特征曲面进行建模和数控编程。然后,利用Third Wave System—PM仿真软件对刀—工材料属性、刀具轨迹和机床参数进行描述,建立了圆锥特征曲面铣削加工预测模型。最后,利用已经建立的模型对圆锥特征曲面三种刀具轨迹铣削加工过程中的加工时间、切削力、刀具温度和主轴功率进行预测分析和比较。研究认为,往复刀具轨迹相对于单向和螺旋刀具轨迹更适合圆锥特征曲面的铣削加工。     

机理与数据融合的螺栓连接松脱预测

针对螺栓松脱状态下夹紧力变化难以精确预测的问题,提出一种机理引导数据的螺栓连接松脱特性预测方法.首先结合螺栓受载时的力学状态建立松脱过程机理模型,通过参数试验法对机理模型中各特征进行敏感度分析,提出松脱敏感度评价指标以获取松脱过程的关键特征;进一步考虑螺栓松脱的非线性特征及不确定性规律,提出一种基于高斯过程回归的螺栓松...