路谱台架试验研究

介绍了MTS四立柱道路模拟系统的组成和其核心算法RPC的原理,利用该设备从两个方面来验证路谱输入道路模拟机进行汽车耐久性试验的可行性,一方面,道路高程在道路模拟机上再现的台架试验,另一方面,路面载荷谱输入到四立柱道路模拟机的台架试验,结果表明,路面高程可以精确再现,汽车载荷谱为期望响应的台架耐久性道路模拟试验模拟效果良好。     

轿车AMT执行机构室内振动疲劳试验方法

AMT执行机构的振动疲劳可靠性是AMT最重要的性能之一。本文针对轿车AMT建立了其道路载荷谱采集方法,通过合理布置传感器,在襄阳汽车试验场采集了AMT及其执行机构振动载荷谱,并对载荷谱进行了预处理和重复性检验,获取了AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号。基于远程参数控制思想,提出了时域和频域误差加权的期望响应信号模拟迭代算法,并对AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号进行了模拟迭代,获取了高精度的模拟迭代响应谱,精确再现了AMT执行机构振动情况,建立了轿车AMT执行机构室内振动疲劳试验方法,为室内准确高效考核轿车AMT执行机构振动疲劳可靠性提供了一种行之有效的手段和方法。     

摩托车车架多轴向多激励道路模拟试验方法研究

为在室内比较全面考核摩托车车架在实际道路行驶载荷作用下的疲劳可靠性,结合车架有限元分析建立了摩托车车架道路载荷谱采集方法,并对道路载荷谱进行了采集和分析。在分析摩托车车架实际行驶受力情况基础上,基于远程参数控制技术,结合美国MTS液压伺服作动器和控制系统,设计并搭建了一套多轴向多激励摩托车车架道路模拟试验平台,并提出了力-位移混合控制的道路载荷谱模拟迭代方法。结合所采集的摩托车车架道路载荷谱,采用力加载控制和惯性加载控制混合加载控制方式,在室内对摩托车车架道路载荷谱进行了高效准确的模拟,并建立了摩托车车架多轴向多激励道路模拟试验方法,为在室内考核摩托车车架的疲劳可靠性提供了一种行之有效的方法。     

汽车动力总成悬置耐久性模拟试验研究

探讨了悬置道路模拟实验中频响函数的建立和路谱迭代方法。以某款轿车的发动机液压悬置为研究对象,在试验场采集了悬置的道路载荷谱。通过基于远程控制参数技术（RPC）对发动机悬置道路载荷谱进行了重构,重构的道路载荷谱达到了预期的精度要求。论述了建立悬置路谱模拟试验的总载荷序列的方法。应用文中的方法,在MTS831试验台架上对液压悬置进行了道路模拟耐久性试验,试验结果表明,所采用方法可成功用于悬置耐久性试验。     

道路模拟试验技术在新能源汽车开发中的应用研究

目前,道路模拟试验技术是车辆耐久性开发过程中重要的手段之一,通过在试验场采集道路载荷谱,利用液压伺服多通道道路模拟试验台架和RPC远程参数控制技术进行迭代,得到用于驱动台架试验的路面激励信号,在此基础上进行整车耐久试验,并与试验场耐久试验车辆进行比较得出车辆考核一致性结果,由此大大缩短验证及开发时间。该研究将通过实际的项目来介绍道路模拟试验技术在新能源汽车开发中的应用。     

基于自适应逆控制的随机振动控制算法研究

针对随机振动试验中控制精度与控制效率双重要求,提出基于自适应逆控制方案的随机振动功率谱再现控制算法。通过在最小均方误差（LMS）算法中引入分频率与变步长策略,获得适用于功率谱迭代的LMS算法,并利用系统预辨识结果初始化权向量方法,提高迭代控制效率、降低迭代运算量。采用基于AR模型的数值模拟方法,通过对高斯白噪声信号滤波,生成能准确再现期望功率谱的时域驱动信号。该算法的有效性由功率谱再现仿真试验得以验证。     

超高斯随机振动试验系统及其并行测控技术

针对传统随机振动试验技术不能够精确模拟实际超高斯随机振动环境的问题,设计一种超高斯随机振动试验系统,并给出其并行测控技术。首先构建超高斯随机振动试验的硬件系统;然后对振动加速度信号的峭度与功率谱密度两项指标采用并行修正的控制方法,其中峭度采用均衡算法,功率谱密度采用自适应逆控制的迭代算法;最后利用泊松过程将修正后的峭度与功率谱密度信号合成超高斯驱动信号,以驱动振动试验台。实际振动试验测试表明:驱动信号具有典型的超高斯特性,响应功率谱密度符合±3 dB的允差要求,响应峭度控制在±7%的误差范围,达到更符合实际振动环境的试验要求。     

模糊PID迭代学习气压模拟系统控制算法研究

高速列车车内气压变化影响乘客的舒适性,基于综合舒适度模拟试验台,抽象出气压模拟系统以模拟车内典型气压变化工况。针对气压模拟系统可重复性模拟车内典型气压变化及其难以精确建立数学模型等特点,建立该系统的质量-压力转换数值模型,并根据系统特点设计模糊PID迭代学习控制算法对系统的压力控制进行研究。仿真结果表明:在收敛速度方面,该算法较模糊迭代控制提升34.48%,较传统PID迭代控制提升44.12%;在控制精度方面,该算法较模糊迭代控制提升20.14%,较传统PID迭代控制提升21.00%。综上所述,该算法能够有效提高控制系统的控制精度和收敛速度,改善系统的动态性能。     

引入扰动补偿的多电机滑模协同控制研究

目的 解决多电机协同控制时容易受到非线性和外界扰动等不定因素的影响。方法 基于多电机偏差耦合控制结构,与引入扰动补偿的混合非奇异终端滑模变结构控制相结合,并与传统PI(Proportional Integral)调节器控制效果做仿真对比。结果 本文所提控制算法通过计算机仿真软件进行验证分析,该算法能够使得电机在启动时效果较好,转速误差在受到扰动时效果优于传统PI控制约8.50%;电机转矩在受到扰动后控制效果更加理想,几乎不存在迟滞时间就能达到新的负载转矩值;在受到负载扰动时转速误差波动较小,优于传统PI控制约8.83%。结论 通过计算机仿真验证得出,引入扰动补偿后的混合非奇异终端滑模变结构控制系统的响应时间和收敛速度、控制性能和鲁棒性都要优于传统PI控制的。     

金属橡胶减振器抗冲击特性有限元仿真研究

目的 提出一种用于工程计算的金属橡胶数值模拟方法,为制备缓冲性能良好的金属橡胶材料提供了理论基础。方法 建立金属橡胶减振器有限元模型,由Sprng-Dampr165单元定义金属橡胶材料;通过数值模拟,计算了不同负载质量对其抗冲击特性的影响,并对其进行可行性分析。结果 有限元结果表明,响应加速度峰值在负载质量为4.2kg时,最大误差为27.72%;在负载质量为9.8kg时,最大误差为38.15%,试验结果与有限元结果趋势相同,验证了其可行性。结论 当冲击载荷较小时,提出的数值模拟方法在模拟金属橡胶减振器的抗冲击特性时有着较好的表现。     

基于车桥耦合振动的车辆舒适性分析

研究车桥耦合振动引起的车辆舒适性问题对合理设计桥梁结构,从而减小车桥耦合振动响应和提高司乘人员的乘坐质量具有重要意义。分别利用有限元法和达郎伯原理建立了大跨度公路斜拉桥三维模型和9个自由度的车辆空间模型。通过位移和力的协调条件将车桥两个子系统耦合起来,求解车桥系统的振动微分方程。基于计算机软件ANSYS中的APDL语言编写了求解振动微分方程迭代计算的命令流,以ISO2631-1―1997标准建立了评价车辆舒适性的方法,并据此分析了主跨为550m的福建长门大桥在多车辆通过时考虑不同车速和车重时的车辆动力响应和车辆舒适性。计算结果表明,随着车速的增加,车辆的动力响应增加,舒适性变差;而随着车重的增加,车辆的动力响应减小,舒适性变好。     

界面掀起和轴力对组合梁动力弯曲特性的影响

考虑组合梁界面的法向/切向部分相互作用以及各子梁轴力的二阶效应,利用Hamilton原理得到了位移描述的Euler-Bernoulli组合梁非线性动力弯曲及一阶近似的初边值问题,并应用微分求积法研究了考虑界面法向/切向部分相互作用组合梁的临界荷载和固有频率。在通过与已有解析解和有限元结果对比验证了本文微分求积法正确性和适用性的基础上,进行了参数分析,研究了组合梁界面刚度对组合梁动力特性和稳定性的影响以及轴力对组合梁固有频率的影响。数值结果表明：组合梁的固有频率与临界荷载随界面刚度的增加而增加,并逐步趋于完全作用组合梁的固有频率与临界荷载;当轴向压力逐渐增加并趋于临界载荷时,组合梁的一阶固有频率逐渐减小并趋于零,并且,临界载荷随法向和切向刚度的增加而增加。     

船舶-自升式海洋平台碰撞相似率研究

海洋平台作为海洋能源勘探开发的主要组成部分,是海洋油气探井、钻井、开采的主要作业基地。船舶碰撞致使平台结构损伤破坏一直是威胁海洋平台安全的主要因素之一,开展海洋平台碰撞性能研究,揭示平台结构在碰撞过程中的损伤变形机理,对提升平台安全性具有重要意义。评估平台结构耐撞性能最可靠的方法是实船碰撞试验,然而因其耗资巨大而不易开展。按一定相似关系进行比例模型试验成为现实条件下的首选。本文基于相似第二定理,运用量纲分析法推导船舶-自升式海洋平台碰撞过程中各物理量的相似关系,为平台碰撞模型试验的开展及试验参数的确定提供重要依据。结合有限元仿真技术,以平台典型的T型和K型管节点为研究对象,建立不同缩尺比下的简化碰撞模型,比较验证相似理论的可靠性。研究结果表明,缩尺模型在碰撞冲击载荷下的结构损伤变形、碰撞力和能量吸收等动态响应与实尺度模型结果一致性较好。本文研究成果可以为大型平台结构碰撞模型试验设计提供技术支撑。     

基于扭转强迫振动风洞试验的矩形截面高层建筑三维风荷载研究

为了研究扭转振动对高层建筑三维气动力的影响,利用扭转强迫振动装置,通过多点测压风洞试验测试了三个矩形截面高层建筑模型在不同试验风速和不同扭转振幅情况的表面风压时程。进而讨论了结构顺风向、横风向和扭转向均方根风力系数及功率谱的变化规律,研究结果表明：结构顺风向、横风向和扭转向均方根风力系数均随着试验风速和扭转振幅的变化而变化;结构顺风向阻力系数随着扭转振动振幅的变化主要是由于结构顺风向气动力的变化引起,而其横风向和扭转向风力系数随着扭转振动的变化包含了气动力变化与结构气动弹性效应两部分。对于高层建筑来说,应考虑扭转振动引起的结构三维气动力的变化以及结构横风向和扭转向气弹效应。     

基于遗传算法的混合动力汽车动力总成悬置系统的优化设计研究

为了提高并联式混合动力汽车动力总成五点悬置系统的隔振性能,建立了动力总成五点悬置的动力学模型,以动力总成六自由度能量解耦与固有频率的合理分配为优化目标,五个悬置点的各向刚度为设计变量,采用遗传算法对悬置系统进行优化。应用上述方法对某并联式柴电混合动力汽车悬置系统进行了优化,动力学仿真与实车试验结果表明,悬置优化后消除了整车怠速工况时方向盘抖动,验证了所提方法的合理性。同时,遗传算法克服了序列二次型规划算法（SQP）易收敛于局部最优解的缺点,得到的悬置系统解耦性能优良,优化结果稳定可靠。     

基于车体刚体与弹性合成的重型汽车平顺性分析

为了研究重型汽车的平顺性问题,运用两端自由等截面弹性梁理论,建立了车体刚体与弹性合成的4自由度1/2重型汽车振动模型。应用频域分析方法推导了基于前轮的系统频率响应特性和响应量的频率响应特性,确定了响应量的功率谱密度和均方根值。基于车体的刚体与弹性合成模型和刚性模型,采用Matlab开发了相应的重型汽车平顺性仿真程序。通过与刚体模型的平顺性仿真结果对比表明：车体的弹性对重型汽车的平顺性影响很大,在重型汽车的平顺性研究中不能忽略。          

虚拟车内噪声响度场分布的声源识别分析与优化

针对传统声压级对车内噪声主观性考虑不足的缺陷,提出符合人双耳特性的虚拟车内噪声特征响度预测及声源识别方法。根据某重型商用车驾驶室内低频轰鸣声严重的问题,基于Zwicker响度模型,在matlab中建立频域的混响场特征响度计算模型。结合路试实验激励数据和驾驶室有限元声-固耦合模型,对驾驶室内噪声响度分布和响度结构板块贡献量进行计算,识别不同板材振动产生的辐射噪声分量对驾驶室内噪声品质频谱特性的影响。实验结果表明：相对于声压级,采用响度作为分析参数提高了驾驶室内噪声源识别精度,指导结构优化设计,改善车内声学品质具有更好的效果。     

海洋二号卫星微波辐射计的动平衡设计仿真与试验

为了实现卫星的高精度姿态控制,需要对以辐射计为代表的大型回转载荷进行严格的动平衡设计仿真与试验。结合海洋二号卫星研制需求,在产品设计初期开展了针对微波辐射计的动平衡设计仿真,以提供优化产品结构和布局的依据。为了评估空气环境对动平衡配平的影响,进行了辐射计动平衡配平的风阻影响分析。考虑了重力因素、在轨热变形和无重力下轴承径向游隙变化对辐射计动平衡的影响。最终在真空环境下开展了针对辐射计的动平衡试验,以很小的配重质量,实现了微波辐射计的配平。     

船舶碰撞搁浅中强肋框承受面内载荷时变形机理研究

以船舶碰撞与搁浅中强肋框构件为研究对象,用塑性力学解析理论研究强肋框构件承受面内载荷时的结构变形机理,并据板材面内受压变形时的新特点,提出新的强肋框板面内受压变形模式。在此基础上运用塑性力学理论推导出结构变形能、瞬时结构变形阻力及平均结构变形阻力的解析计算公式。利用已有试验结果对该解析计算方法进行验证。结果表明,该方法准确度高、解析计算方便,适用于船体抗撞性结构设计及船舶碰撞与搁浅事故风险快速评估。     

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。