轮胎侧偏力学特性的胎压影响分析及预测

利用平板式轮胎试验台进行了不同胎压及载荷下轮胎侧偏试验,辨识UniTire模型参数,分析侧向力和回正力矩特性参数与胎压变化的关系。提出预测胎压影响的试验方法,并据此构造胎压影响的预测模型,进而计算模型参数并实现另一胎压下轮胎侧偏特性预测。预测的侧偏侧向力及回正力矩精度都达到85%以上,验证了本文方法的有效性。     

轮胎刚度和阻尼特性的研究

建立了轮胎的刚度阻尼模型。提出了轮胎的侧偏特性、正向和切向轮胎刚度阻尼的确定方法。为工程机械的动态设计和行驶舒适性分析提供了可靠的依据     

动摩擦特性对轮胎侧偏、纵滑复合特性的影响

将轮胎橡胶的动摩擦特性应用于侧偏、纵滑复合工况下的统一刷子轮胎模型中,分析了动摩擦特性参数对复合轮胎模型的影响,建立了附着区、滑移区剪切应力方向角,推导了考虑动摩擦特性的复合特性力学表达式,建立了可实现不同速度、不同路面及任意侧向、纵向摩擦特性下仿真的理论模型。     

轮胎刚度的非线性特性

通过轮胎的静态和动态实验，采用多元逐步回归技术对实验结果进行处理。建立了轮胎弹性力与轮胎变形的非线性关系式，分析了充气压力、激振频率、振幅及轮胎滚动速度对轮胎刚度特性的影响。     

基于混合优化方法的UniTire轮胎模型参数辨识

提出一种基于粒子群优化(PSO)算法和修正的Gauss-Newton算法的混合优化方法,对纯纵滑和纯侧偏工况下UniTire轮胎模型的特征参数进行辨识。为充分发挥两个算法的优点,首先,利用粒子群优化算法的全局区域的搜索优势辨识出UniTire轮胎模型的特征参数近似解,然后,利用修正的Gauss-Newton算法局部搜索优势在近似解邻近区域获得UniTire轮胎模型的特征参数的最优解。最后,对辨识结果进行残差分析,结果表明:用辨识数据参数化的UniTire轮胎模型具有较高的精度,可满足构建车辆底盘电控系统硬件在环仿真测试环境的需求。     

统一轮胎模型在车辆动力学仿真中的应用

深入分析了统一轮胎模型的建模机理及其在车辆动力学仿真软件中应用的若干问题,实现了统一轮胎模型在通用动力学软件ADAMS中的应用。通过相关的仿真及试验研究,验证了该模型的精度及其在极限工况下的仿真能力。     

时变垂直载荷及时变滑移率下轮胎的纵滑特性

在稳态半经验模型的基础上,根据松弛长度和有效滑移率的概念建立了能表达时变垂直载荷及时变滑移率低频输入下的轮胎纵滑特性非稳态半经验模型。该模型用一个弹簧(代表胎体的平移弹性)和稳态模型(代表胎面与路面的接触作用,也称接触模型)串联来近似表达轮胎的动态响应。试验表明,该模型的仿真结果与试验结果吻合,可以比较精确地表达轮胎非稳态纵滑特性。该模型满足一定理论边界条件,精度高且形式简单,易于车辆动力学应用。     

橡胶衬套刚度对悬架特性的影响

对ADAMS/Car中衬套刚度的计算进行了说明,在此基础上建立了一个双横臂悬架的刚弹耦合模型。通过ADAMS/Insight对各个衬套的刚度进行灵敏度分析,分析了衬套刚度的变化对车轮定位参数和悬架刚度的影响,得出车轮定位参数随橡胶衬套刚度变化的规律。选取刚度变化对车轮定位参数影响较大的衬套力比例因子作为设计变量,选取车轮外倾角、前束、主销内倾角、轮距为优化目标,对不同的衬套取不同的比例因子,通过ADAMS/Insight自动完成设计的空间组合,并进行仿真计算。根据目标函数对设计空间过滤,最终达到对车轮定位参数的优化设计。     

轮胎结构不对称性对其力学特性建模的影响

轮胎因其结构不对称性导致的胎体锥度及帘布层转向效应,显著影响轮胎的力学特性。对于某一轮胎的试验数据,考虑胎体锥度及帘布层转向效应,是建立正确的经验及半经验轮胎力学特性模型的关键。本文对胎体锥度及帘布层转向效应进行了深入分析,提出了胎体锥度及帘布层转向效应等效处理及相应的试验辨识方法。指出轮胎模型的有效输入,是研究轮胎结构不对称性对其力学特性建模影响的有效方法。     

整车环境下商用车驾驶室模态刚度灵敏度

由于在整车环境下零部件之间存在复杂的耦合关系,大多数汽车零部件优化设计都局限于单个零部件设计。针对整车环境下汽车零部件的优化问题,引进了模态刚度的概念,定义了基于有限单元或单元组(超单元)的模态刚度灵敏度,推导了相应的计算方法。该方法已应用于整车环境下商用车驾驶室的模态刚度灵敏度分析。在计算中,建立了整车的三维有限元模型,并把驾驶室划分为15个超单元。所得的模态刚度灵敏度可直接用来改进驾驶室的结构设计。本文方法为在整车环境下汽车零部件的优化提供了简单有效方法。     

温度与列车荷载作用下高速铁路无砟轨道力学性能研究进展

为深入了解温度及高频列车荷载作用下无砟轨道结构损伤研究进展,概述无砟轨道的主要结构型式及其优缺点,梳理无砟轨道温度场与温度效应的研究现状,重点分析不同温度荷载形式下层间界面损伤发生、发展过程与变化规律;介绍静力作用下路基、桥上无砟轨道的静力特性及疲劳荷载作用下的疲劳损伤演化机制;探讨温度-列车荷载耦合作用下无砟轨道结构力学响应研究现状及其重难点;总结目前研究的局限并进一步展望未来发展趋势。结果表明：具有太阳辐射地域性差异的无砟轨道温度作用模式和取值鲜有研究,设计规范也没有针对性说明,后续应结合历史气象数据准确计算无砟轨道温度作用,绘制不同地域的无砟轨道温度作用取值等温线地图,提高结构温度作用取值和温度计算理论的精度;对温度及列车荷载对无砟轨道结构损伤的研究多集中于整体结构,细部结构损伤演化未深入研究,应对标工程实际,结合轨道细部构件与整体结构、室内加速试验与现场试验、数值分析与试验研究,量化无砟轨道各参数与结构的映射关系;因试验条件限制,现有温度-荷载及力学试验均分段进行,仅从数值模拟角度对无砟轨道开展温度-列车荷载耦合作用下的性能研究,数值结果缺少模型试验的验证,应在单一荷载研究背景下进一步突破温度-列车荷载耦合作用下的多尺度模型试验方法、多场耦合精细化数值分析方法,揭示温度-列车荷载耦合动力学行为和轨道结构失稳机理;循环温度、持续高低温等复杂温度和列车荷载耦合效应鲜有研究,应探明复杂温度-列车荷载耦合作用下无砟轨道损伤演化机制,优化无砟轨道体系设计,完善耦合作用下的轨道结构性能服役评估标准。     

含水率对金坪子滑坡土体力学特性的影响

通过8组不同含水率千枚岩碎屑土滑坡土体的三轴排水剪切试验,研究了含水率对滑坡土体力学特性的影响.研究表明：滑坡土体三轴试验应力应变曲线总体上表现为硬化型,且呈现出明显的非线性;随着含水率增大,滑坡土样粘聚力和内摩擦角均呈减小趋势,滑体土和滑带土对含水率的敏感性有所不同.     

汽车外形对智能车辆队列行驶气动特性的影响

为了研究智能交通系统中不同外形车辆在队列行驶时的空气动力特性,以及车辆纵向间距对队列行驶车辆气动特性的影响,采用数值模拟方法对阶背式、快背式和直背式轿车5车队列分别在6种纵向间距下的气动特性了进行研究。结果表明:三种车型队列的平均减阻率大约为10%~40%,节省燃油5%~20%。阶背式轿车队列的平均减阻率最大,直背式次之,快背式最小。随着纵向间距的减小,每辆车的升力都增大,稳定性都变差。     

拉筋带对地震作用下土工格室挡墙力学性能的影响

为研究地震作用下不同位置和数量的拉筋带对土工格室挡墙稳定性的影响,借助FLAC^3D软件,建立土工格室挡墙支护边坡数值模型,并采用振动台试验结果对数值模型进行验证,采用标定后的数值模型,系统研究了不同位置和数量的拉筋带对于边坡动力响应的影响。研究结果表明：不同布设方案下,格室约束围压沿墙高表现为“增加-减小”的两段形态;拉筋带布设位置不同,位移沿墙高分布形态不同;水平峰值加速度沿墙高呈“增加-减小-增加”的三段形态,最大值出现在坡顶处;坡顶沉降自坡肩向坡体深处呈先增加后减小的“V”型分布,最大值出现在墙体与坡面交界处;布设两层、3层和4层拉筋带时,其最优位置依次为(H/3,H)、(0,H/3,H)、(0,H/3,H/4,H);随着拉筋带数量的增加,边坡塑性区增大,但墙面永久水平位移、水平峰值加速度和坡顶沉降逐渐减小;拉筋带位置处格室约束围压和水平峰值加速度,自墙面向坡体延伸均呈先增大后减小的“人”字形分布,最大值出现在墙体与坡体交界处,墙面加速度小于墙体加速度,格室及其填料对于加速度的传播具有一定的衰减作用。该研究结果对于地震作用下土工格室柔性挡墙的抗震设计具有一定...     

单晶硅表层机械力学特性的各向异性分析

为探究挠性筋结构单晶硅材料的各向异性特性以及KOH腐蚀工艺对其力学性能的影响规律,进行纳米压痕实验,并结合原子力显微镜观察单晶硅表层3个主晶面上压痕裂纹形貌随晶向的变化规律,分析单晶硅材料表层弹性模量、硬度、断裂韧性等机械力学特性参数在(001)、(110)及(111)3个主要晶面上沿各个晶向的变化规律;分析挠性筋结构单晶硅材料(001)晶面的KOH腐蚀工艺对其材料表面机械特性的影响规律.结果表明:挠性筋单晶硅在(001)晶面上弹性模量的各向异性变化幅度明显,硬度及断裂韧性各向异性的变化幅度不大;挠性筋单晶硅在(110)晶面弹性模量和断裂韧性的各向异性变化幅度明显,硬度各向异性变化幅度不大;挠性筋单晶硅在(111)晶面硬度值、弹性模量及断裂韧性参数的变化幅度幅值均较小;确定了单晶硅表层3个晶面裂纹最易扩展的晶向方向,KOH腐蚀工艺使得单晶硅表面质量降低,腐蚀后暴露的表面微裂纹、缺陷等会使得单晶硅(001)晶面表层硬度、断裂韧性降低,从而降低了挠性筋结构的实际断裂强度.     

循环冲击荷载下轴压对花岗岩动力学特性的影响

为研究循环冲击荷载下轴压对花岗岩动态力学特性的影响,利用改进的动静组合式SHPB装置对5种轴压σA(0,30,60,90和120 MPa)下的花岗岩试样进行等幅循环冲击.结果表明:在相同的循环冲击荷载下,试样的总循环冲击次数随轴压的增加呈现先增加后减小的趋势,在σA=60 MPa时达到最大.5种轴压下的试样都表现为典型...     

静动组合荷载下混凝土高温后的双轴动态力学性能

由于试验的复杂性,高温后混凝土在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直较少,但在建筑物火灾和国防军事防护工程中,混凝土结构多处于多轴应力和冲击荷载的共同作用下.为研究静动组合荷载下混凝土高温后双轴动态力学性能,采用真三轴静、动力综合加载试验系统,使用真三轴试验机预先施加双轴轴压,再利用SHPB试验装置,分别对常温(25℃...     

信号交叉口左转车干扰下的行人过街特性

针对无专用左转相位情况,研究了人行横道处左转车干扰下的行人过街特性,采用视频图像处理技术对行人过街过程的全时空信息进行提取,分析了行人过街过程中受到干扰后的轨迹和速度等参数的变化规律。在此基础上,将左转机动车干扰下出现的典型行人过街行为归类,分析左转机动车及绿灯时间共同作用下的行人过街特性,最后统计由于左转机动车对行人过街行为刺激而导致的行人干扰延误值变化状况,研究成果可为交叉口行人过街的信号配时和左转相位的设置等提供依据。