集成电磁与摩擦的车辆盘式制动器优化设计

介绍了集成电磁与摩擦的车辆盘式制动器的结构和工作原理,基于多目标优化理论,通过对集成电磁与摩擦盘式制动器的深入研究,分析了该集成化制动器设计过程中必须满足的性能指标和几何约束条件,建立了以制动力矩最大和制动温升最小为目标函数的多目标化的优化数学模型,采用统一目标函数法中的乘除法将多目标转化为单一目标进行优化求解。优化结果表明,采用优化设计方法得到的结构参数方案改善了集成电磁与摩擦制动器制动效果和抗热衰退性能。     

车用鼓式电磁制动器电磁体磁路

分析了新型车辆制动器——电磁制动器制动过程的机理及其关键部件电磁体的受力与磨损状况,根据电磁体磨损面内外侧磨损的不均匀以及电磁体工作过程中的旋转倾向,提出并设计了非长短轴对称的准椭圆形电磁体磁路,通过电磁场分析软件Ansoft Maxwell 3D对电磁体磁路进行了分析和理论计算,并对电磁体结构进行了优化。仿真和试验结果表明,电磁制动器制动时电磁体工作平稳,磨损均匀,制动力满足特定车型的要求,为实现车辆线控制动打下了基础。     

汽车电磁制动器CAD平台的研究与开发

建立汽车电磁制动器CAD平台,给出平台的框架结构及工作模式,详细介绍组成平台的各个功能模块,给出根据整车参数确定制动器所需最大、最小制动力矩的算法。以制动效能为优化目标,提出制动器结构参数的确定思路和步骤。从稳健设计的角度,给出对制动器结构参数进行稳健优化的方法,以及进行电磁制动器关键部件电磁体设计的算法流程。讨论制动器仿真分析模块及虚拟装配模块的功能。平台通过数据库来保存设计信息,并建立模型库与数据库的双向关联。最后讨论了平台与相关软件的集成方法。     

拖车电磁制动器电磁体工作姿态稳定性的研究

为了改善电磁体工作姿态的稳定性,以电磁制动器电磁体的工作机理为依据,利用力学理论分析了电磁体工作时的姿态,提出了电磁体非对称的准椭圆结构,并对此进行了理论计算。由于电磁体磁路较复杂,采用三维电磁场分析软件Maxwell--3D进行仿真验算。研究和试验表明,非对称结构能较好地解决电磁体工作时存在严重的倾覆和旋转趋势的问题,从而提高了电磁制动器的制动性能,同时达到了均匀磨损的效果,延长了电磁体的使用寿命。     

拖车电磁制动器电磁体工作姿态稳定性的研究

为了改善电磁体工作姿态的稳定性,以电磁制动器电磁体的工作机理为依据,利用力学理论分析了电磁体工作时的姿态,提出了电磁体非对称的准椭圆结构,并对此进行了理论计算。由于电磁体磁路较复杂,采用三维电磁场分析软件Maxwell-3D进行仿真验算。研究和试验表明,非对称结构能较好地解决电磁体工作时存在严重的倾覆和旋转趋势的问题,从而提高了电磁制动器的制动性能,同时达到了均匀磨损的效果,延长了电磁体的使用寿命。     

基于性能稳健偏差的区间型参数稳健设计优化

提出了基于系统性能稳健偏差的稳健设计优化方法。该方法针对区间型参数非梯度性能函数的稳健设计问题，应用性能稳健偏差概念评估目标性能函数和约束性能函数的稳健性，形成了三层次稳健设计优化模型：①搜索优化设计点；②迭代策略搜索设计点的目标函数和约束函数的稳健偏差；③优化寻求给定性能偏差所对应的稳健性指数。该方法可获得同时满足约束条件和目标值稳健性要求的优化设计，并输出目标值及其稳健偏差。用三杆桁架结构稳健设计优化说明了该方法的用法和特点。     

基于模糊数学的稳健设计

稳健优化设计中存在多个设计目标，以及目标最优和目标波动需要同时满足的多目标问题，由于量纲和数量级的差异，无法用简单的加权组合来获得全局最优解。介绍了基于模糊数学的稳健优化设计方法，利用隶属函数和贴近度，得到满意的全局最优解，并且通过实例证明了该方法的有效性。     

基于不确定理论的新型盘式制动器稳健设计研究

针对目前传统盘式制动器设计过程人为随机性大、设计结果保守等问题,以某型号盘式制动器为研究对象,将不确定理论与响应面模型引入设计流程,并以制动器制动温度变化量与制动距离变化量作为主要设计依据,利用偏好聚合方法简化优化计算工作量,最后对稳健设计结果进行制动距离与制动温升分析验证。研究结果表明,通过计算制动距离和温度的帕累托解集选取合理的μf、σf组合,即可得到稳健设计模型参数,大大提高了设计效率;通过对稳健设计得到的盘式制动器模型进行有限元分析,模型强度及温度均满足模型使用要求。     

车辆电磁制动器CAT系统的开发

针对制定的电磁制动器试验规范和评价体系,进行车辆电磁制动器计算机辅助测试技术(Computer aided test, CAT)测试系统的结构设计,用调速电动机驱动摩擦盘,模拟不同车速时汽车制动鼓的转动;设计出合适的电磁制动器和电磁体的安装机构,为便于实现测试自动化,采用气动分离机构。基于多功能数据采集卡(Data acquisition, DAQ)和图形化编程语言LabVIEW,提出虚拟仪器测试系统方案,开发出车辆电磁制动器关键性能的计算机辅助测控系统,实现了电磁制动器制动力矩及其关键部件电磁体的电磁吸力、摩擦力等的测试。最后用LabVIEW与SQLServer通信接口的设计,实现了CAT系统与CAD系统的集成和数据共享。该系统经过计量认证和两年的实际运行表明,基于虚拟仪器的电磁制动器性能测试系统能够满足测试需求,测量所得数据能够满足分析的要求。     

车辆电磁制动器电磁体磁场分析

采用有限元法建立电磁体－摩擦环三维模型。考虑电磁体和摩擦环之间的磁接触,对电磁体进行电磁场分析,得到电磁体内部磁感应强度关于电磁体长轴呈对称分布,而关于短轴呈不对称分布的结论。分析了气隙大小对于电磁吸力的影响,得到了电磁吸力－气隙关系曲线,最后利用电磁体试验台,对电磁吸力－气隙关系曲线进行试验验证。     

运用MATLAB进行汽车制动系匹配设计

介绍了运用MATLAB软件并结合制动理论,开发能进行制动系匹配设计程序的思路和过程.     

基于随机模型的动车组制动模块稳健优化设计

针对目前产品优化设计中未考虑设计变量随机性和灵敏度指数对产品质量特性的影响及优化求解效率低等问题,提出一种综合考虑灵敏度指数与质量损失函数的稳健优化设计方法。通过假设设计变量的分布类型,得到设计变量的概率分布特征,将设计变量对产品质量特性的灵敏度指数与质量损失函数加权整合,并以此作为优化目标,以设计变量的容差作为约束条件,构建随机稳健优化模型。通过扩大种群数目、改进控制参数及增加惩罚因子的方法对遗传算法进行改进,结合改进的遗传算法对优化模型进行求解,得到优化模型的全局稳健最优解。以某动车组制动模块为例,采用给出的方法对其进行稳健优化设计,验证该方法的有效性与合理性。优化结果表明,该方法能够实现动车组制动模块的稳健优化设计,提高了制动模块的抗干扰能力。     

车辆前轴的多目标可靠性稳健优化设计

应用车辆零部件可靠性稳健优化设计的理论方法，对车辆前轴进行了可靠性稳健优化设计。通过模糊多目标粒子群算法求出所有满足约束性条件的pareto解集，结合实际情况，依据pareto解集确定零部件的设计规格。实验证明该方法能迅速有效地获得可靠性稳健设计的信息。     

基于Matlab/Simulink的车用磁流变液制动器设计与仿真

设计了一种汽车轮内叶轮式磁流变液制动器,根据磁流变液在强磁场下的流变特性,推导出该制动器的制动力矩计算方法,并在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,分析了制动器结构参数对制动力矩的影响。所设计的汽车磁流变液制动器能够满足一般小型汽车的制动力矩需求。     

大吨位车辆传动轴电磁制动与半轴湿式制动集成系统设计及开发

为了解决传统大吨位车辆制动系统的制动效能不稳定、安装布置空间局限性大等问题,提出了在驱动桥动力输入轴处布置传动轴电磁制动器和在整体式驱动桥内部布置半轴湿式制动器的集成系统方案,通过对装置结构布置方案和工作原理分析,建立了制动集成系统数学模型,并通过实验对制动集成系统进行可行性验证。实验表明,半轴湿式制动器制动力矩总体呈现增加趋势,制动末期制动集成系统制动转矩完全由半轴湿式制动器提供,而传动轴电磁制动器制动转矩先增后减,制动结束后制动转矩变为零;制动集成系统制动转矩随半轴转速降低而降低,期间均存在一定的波动现象;制动集成系统联合制动过程能够明显降低湿式制动器负荷,并将油液温度控制在一个合适的变化范围内。     

基于CAN总线的车辆电子驻车制动系统的设计

针对目前使用的手动驻车制动系统操作繁琐、机构庞大、钢索容易变形伸长等不足,提出了基于CAN总线的电子驻车制动系统的模块化设计方案,详细介绍了电子驻车制动控制系统的CAN通讯接口电路及CAN总线应用层协议的定义,实现了对左、右后车轮一体化执行机构的智能化控制.该系统可以降低驾驶员的操作难度,提高驾驶的舒适性、安全性.     

基于耗散性理论的汽车底盘集成非线性鲁棒约束优化控制

针对汽车主动前轮转向子系统和直接横摆力矩控制子系统集成控制问题,基于耗散性理论设计了一种非线性鲁棒控制器.将未建模动态、模型参数和反馈信号测量误差作为系统的加性不确定性和乘性不确定性,建立包含车身侧向和横摆运动自由度的汽车底盘集成控制模型;基于耗散性理论设计汽车底盘集成非线性L2增益控制律来抑制系统的加性不确定性对系统...     

面向制造环境的稳健公差设计方法

提出一种基于制造环境的稳健公差设计方法，使得在公差设计中能考虑实际加工环境即各种加工方法的工序能力，从而保证在获得最优稳健公差的同时选择合适的加工方法，以保证设计公差的可制造性和稳健性，提高产品的设计质量。     

汽车电控机械制动系统设计及性能分析

为提高汽车制动系统的响应速度和制动效能,改善汽车的主动安全性能,提出了一种基于钢球和契形斜面增力机构的汽车电控机械制动系统。首先分析了汽车电控机械制动系统的工作原理,按模块建立了汽车电控机械制动系统的机电耦合动力学模型;根据试验结果获得了不同制动工况的驾驶员制动意图,运用Simulink软件进行了汽车电控机械制动系统的动态性能分析,与传统液压制动系统对比。结果表明该电控机械制动系统能根据实际制动工况快速提供制动力且提高制动效能,可有效改善汽车制动过程的主动安全性。