面向对象技术在车辆动力学仿真中的应用

分析了车辆动力学仿真的主要问题,建立了基于面向对象方法的车辆动力学仿真系统的体系结构,分析了系统的类并建立了类图,给出了在车辆动力学仿真中建立usecase和交互图的方法.根据所建立的软件模型,开发了相应的仿真软件.应用本文所开发的软件分别对车辆的直线制动和转弯制动安全性和稳定性这两种工况进行了仿真计算,计算结果符合车辆运行的实际情况.面向对象方法所具有的封装、继承等特点使系统具有结构清晰、扩展和维护方便等特点,为车辆控制系统的开发奠定了基础.     

利用CAD系统进行工程车辆布局自动设计方法的研究

分析了工程车辆的构成和布局设计特点,建立了自动Ｐｅｔｒｉ网模型,应用面向对象的方法表示设计过程中零部件的信息,并对布局模型的运行过程进行了描述。     

高速无人驾驶车辆最优运动规划与控制的动力学建模分析

在高速无人驾驶车辆的运动规划与跟踪控制过程中,滑移和侧倾是很难克服的高度非线性约束,特别是在复杂地形条件下,容易导致车辆失稳甚至侧翻。通过研究地形因素对车辆转向特性和稳定性的影响,建立高速车辆的等效动力学模型,并提出了一种变步长的模型离散化方法,能够在保证及时动态响应的基础上,实现较长的轨迹预测时域以及计算的实时性。针对高速无人驾驶车辆的滑移和侧倾等动力学安全因素,通过对车辆稳定行驶状态进行分析,推导了基于包络线和零力矩点的高速车辆稳定性约束条件。根据在高速、滑移、侧倾等复杂约束下车辆安全行驶的要求,运用模型预测控制算法求解最优运动轨迹及跟踪控制序列,在保证道路环境约束的同时满足车辆的滑移和侧倾等稳定性约束。仿真试验表明,该方法可以有效的考虑道路曲率和地形对高速车辆动力学特性的影响,保证车辆无碰撞行驶,同时防止车辆出现滑移和侧倾等现象。     

一种航天卫星动力学模型的建立

介绍了一种航天卫星离散动力学模型的建立方法，这个模型考虑了卫星本体和太阳电池帆板的刚性旋转运动及太阳电池帆板本身的振动。首先，使用有限单元法对太阳帆板电池进行模态分析，得出太阳电池帆板的特征值和特征矢量，然后利用离散参数拟坐标拉格朗日法，建立航天卫星的离散动力学模型。得到的离散动力学方程虽然有一定程度的解耦，但没有完全解耦，因此在解方程时需要进一步解耦。     

高速列车运行平稳性研究

以列车为研究对象 ,采用面向对象的建模技术 ,建立了带车辆间悬挂系统的三辆车编组以及单车的垂向及横向非线性动力学模型 ,分别对单车和三辆车编组的列车模型进行了频域研究 ,研究表明车辆间加入悬挂系统增加了车辆间的耦合 ,能有效地提高列车高速运行时的平稳性。     

车辆纵-侧-垂向动力学统一建模及实车验证

目前车辆动力学模型多从各运动方向或关注的运动姿态来分别建立,缺乏纵-侧-垂向动力学统一建模思路。为全面描述车辆多系统耦合下的复杂系统非线性动力学行为,研究一种车辆纵-侧-垂向动力学统一建模方法。建立包含发动机动态特性、传动系统和车轮的动力传动系统模型,在分析车体运动学特性的基础上,采用拉格朗日分析力学方法建立同时反映车辆纵向、侧向和垂向运动特性的强非线性统一动力学模型,并建立悬架和轮胎模型求得作用于车体的广义力。利用某车型的标准数据和实测数据,进行车辆纵-侧-垂向动力学统一模型的多工况仿真验证和实车验证,所建立的车辆动力学模型能够精确模拟实际车辆的复杂动力学行为特性,验证了车辆纵-侧-垂向动力学统一建模方法的有效性和可行性。可为智能车辆控制系统设计和功能验证提供高保真度的仿真载体,缩短控制算法开发时间。     

汽车总体设计参数选择专家系统的面向对象建模

分析了工程设计专家系统的特点及用传统方法开发此类系统面临的问题，说明了采用面向对象方法建立此类专家系统的必然性。介绍了面向对象方法的特点和建模过程，阐述了对象模型的重要性，并在此基础上介绍了汽车总体设计参数选择专家系统在面向对象分析和面向对象设计阶段对象模型的构建。     

柔性机械手动力学研究进展

针对柔性机械手动力学,重点从离散方法、建立数学模型、解决逆动力学问题三方面综述了国内外的研究情况,同时对离散的多种方法、建立模型的多种方法和逆动力学求解的多种方法各种方法进行了对比分析,并指出其优缺点。最后探讨了这一领域的发展方向和需要解决的问题。     

基于Simulink的履带车辆动力传动系统仿真

机动性是履带车辆的主要的战术技术性能之一,履带车辆动力传动系统的性能对车辆的机动性起着决定性的作用。文中利用MATLAB/Simulink的面向对象的模块化建模特性,建立了履带车辆的典型动力传动系统可视化模块库,库中包括了动力传动系统各装置及整车的模块化模型。利用该模型库,可以快速搭建履带车辆的整车动力学模型,并实现履带车辆机动性的仿真分析。     

智能车辆的行为动力学运动规划方法研究

针对城市道路行驶的动态环境和智能车辆的典型驾驶行为,提出一种基于行为动力学的运动规划方法。根据智能车辆的导航控制要求,以航向角和线速度为行为控制变量,建立了基于行为动力学的运动规划模型。根据对智能车辆行驶环境和典型驾驶行为的分析,建立运动规划模型的坐标系;根据行为动力学原理,分别用吸引子和排斥子表达目标和障碍物,并建立趋向目标和避障的行为控制变量的吸引子和排斥子模型;通过吸引力和排斥力加权合成,建立了智能车辆行为动力学运动规划模型,实现了车辆在横向的航向角控制和纵向上的速度控制。仿真实验表明:所建立的行为动力学运动规划模型可实现车道保持、换道及超车等行为,并且能在车道内安全行驶。     

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF VIRTUAL PROTOTYPE OF RUNNING GEARS FOR RAILWAY VEHICLE

Virtual prototype is an important idea to resolve design problems of railway vehicle. A different development method, which is based on national product and autonomous development, and would like to reflect the specialty of railway vehicle development in China, is presented. According to the developing process of railway vehicle, the research contents and developing method are pointed out. The integration between CAD and performance analysis software on dynamics and strength is mainly considered. In CAD environment, the properties for dynamics computing are extracted directly from the model and exported with model. This method can avoid data losing caused by model rebuilding in CAE software, and increase the direct dependence of product CAD. Then the vehicle model with properties will be used for real-time dynamics and kinematics analysis and simulation. Therefore, the strength of the parts can be analyzed. The results of dynamics and strength analysis will be fed back to optimize the design model. All operations are dispatched by a control platform, and all data are managed according to the principle of PDM. Testing results show this method is correct.     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究。首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角。结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据。     

某型轨道巡检车导向系统的强度分析

介绍一种用于轨道巡检作业车辆的结构特征,并详细介绍其采用的导向系统,这是保证车辆在轨道上安全行驶的重要部件。然后建立整车动力学模型,并利用多体动力学软件（ADAMS）对其进行动力学分析,由安装在滑动基座内部的可伸缩弹簧的弹簧力变化得出巡检车在通过曲线轨道时导向系统的动态极限载荷。最后利用有限元软件（ANSYS）对连接导向轮系和车身的关键部件——导向架进行应力强度分析。结果表明,导向系统的强度设计满足要求。     

车架设计中CAD/CAE技术及应用

运用大型通用软件进行汽车车架零件CAD建模 ,采用构件装配方法建立了车架三维模型。利用I -deas对某车型车架进行有限元建模 ,对车架按 5个静态工况进行计算分析 ,同时对车架进行了动态分析 ,并对试验结果和计算结果进行了比较分析。分析后得到了车架应力和变形的数值及规律     

基于TESIS DYNAware的车辆巡航虚拟试验研究

在Matlab/Simulink环境下,基于车辆动力学实时仿真软件TESIS DYNAware,利用dSPACE单板系统DS1103,以建模的形式连接车辆的硬件操纵信号于vedyna_traffic模型中;选用DYNAware中车辆动力学模型veDYNA的Standard版本,借助嵌入Simulink的veDYNA模块对此模型进行更改,建立基于DYNAware的虚拟试验系统。对自适应巡航(Adaptivecruise,AC)的仿真控制策略进行分析,通过.mdl接口集成控制模型于试验系统中。在veDYNA的主工作界面,由参数文件的图形编辑器,以及文本编辑器的.m接口,输入仿真车型的车辆数据,对仿真控制的可控项、用户程序分别进行设置;veDYNA、交通仿真模块和动画工具模块共同作用,在硬件操纵信号的控制下进行AC的虚拟试验,跟踪相关参数,并把得到的对应曲线与具有AC功能的仿真车型得到的曲线进行定性对比。结果表明,此种方法进行AC虚拟试验是一种很好的研究手段。     

基于CAE技术的车体动力学仿真分析

基于CAE技术对受冲击载荷作用的车体进行了动力学仿真分析,在三维CAD软件中,创建了车辆零部件的几何模型,对车体中面模型进行网格划分,创建车体有限元模型,对其进行模态叠加法瞬态动力学分析;在多体动力学仿真分析软件中,建立柔性车体,并添加其他零部件,建立车辆的刚柔混合虚拟样机模型进行多体动力学仿真分析。利用两种方法,对火炮发射工况下的车体刚强度分析得到的结果基本相似。     

基于ADAMS的载货汽车平顺性仿真与优化

以多体动力学软件ADAMS为基础,针对车辆行驶平顺性的优化设计进行了二次开发,所设计的平台对整车模型主要减震部件的刚度和阻尼进行参数化设计,并利用二次开发后的ADAMS软件对某车型进行了分析与优化,根据优化结果对该车型进行了改进,实际验证了此次二次开发的正确性。     

三轴载货汽车振动分析集成建模技术研究

用多体方法建立三轴载货汽车整车动力学模型，用专门开发的数字化汽车道路仿真系统获得道路激励时域模型，同时建立对车辆振动响应量值进行客观评价的物理标量和对其主观评价的感觉模型。然后，对分立的不同主体模型进行组集，获得包含人、车、路交互大系统模型，为系统级研究车辆平顺性奠定了分析基础。     

前置后驱车辆传动系统扭转振动建模仿真与优化

车辆动力传动系统的扭转振动(简称扭振)表现对于车辆舒适性有极大的影响,为了解决某前置后驱车辆传动系统的扭振控制,结合机械动力学知识通过LMS AMEsim软件建立车辆传动系统模型,与实测数据进行比较以验证模型的可靠性。通过扭振频率与模态分析,确认发动机与传动系统在35.2334 Hz下有共振发生,通过优化离合器参数可使扭振得到很好的控制,同时也提出通过多目标遗传算法对传动系统多参数进行优化,更好地提高传动系统的扭振表现。     

汽车侧风稳定性动态耦合方法研究

针对静态耦合方法对汽车侧风稳定性预测不足等问题,通过对流体仿真分析软件FLUENT中动网格及UDF技术的研究,结合双向耦合数据通信技术,提出了一种动态耦合数值仿真计算方法,实现了空气动力学与汽车动力学之间的动态耦合,并将该方法与静态耦合数值计算方法进行了对比分析。利用动态耦合数值计算方法分析了不同侧风风速条件对汽车侧风稳定性问题的影响,结果表明:动态耦合下汽车侧风稳定性较静态耦合下汽车侧风稳定性差;随侧风风速的增大,汽车侧风稳定性降低。