火箭弹射座椅椅盆侧板在1100km/h速度气动载荷下的安全性研究

以火箭弹射座椅侧板为研究对象,研究不同外形的侧板在座椅弹射出舱后承受高速气流吹袭的能力,评估侧板及其连接件的安全性。这种研究方法可在同类型弹射座椅上推广应用。     

截面结构对纸箱抗压强度的影响及定量表征

目的研究截面结构的改变对多边形瓦楞纸箱抗压强度的影响规律。方法改变垂直侧板数量、边长、相邻侧板围成角度进行抗压试验,分析多边形纸箱变形失效过程及抗压强度的变化规律,建立以独立的垂直侧板边长代替周长的计算模型。结果当其他影响纸箱抗压强度的条件一定时,侧板数量的增多会使抗压强度值增大。八边形瓦楞纸箱的侧板边长越接近正多边形、围成角度越接近135°时,抗压强度越大。结论瓦楞纸箱变形失效本质是由侧板结构受压后整体失稳造成的,所提出的计算模型能较真实地反映纸箱受压的力学特性,且能有效表征多边形瓦楞纸箱抗压强度。     

磁流变阻尼器建模及在座椅减振中应用

车辆座椅系统对汽车平顺性以及驾乘人员的舒适性有着重要影响,磁流变阻尼器阻尼可控的特点可有效降低车辆在行驶过程中的振动。对座椅用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,使用遗传算法对阻尼器的Bouc-Wen模型进行参数识别。通过分析单自由度座椅系统的受力情况,建立车辆座椅悬架系统单自由度动力学模型,设计出用于座椅磁流变半主动悬架的开关天棚半主动控制策略并进行仿真。结果表明:使用遗传算法识别的参数及辨识出的模型均能满足要求。采用磁流变半主动座椅悬架后,相对于被动座椅悬架,座椅加速度峰值降低17.4%,座椅加速度均方根值减少13.1%,平顺性有明显的提高。     

车辆磁流变半主动座椅悬架的研制

为了提高车辆驾驶员的乘坐舒适性,研制了一种基于磁流变减振器的半主动座椅悬架。分析了磁流变减振器基本原理和力学模型,建立了车辆半主动座椅悬架动力学模型,设计了用于座椅半主动悬架的模糊控制策略,并在正弦激励输入下进行了模糊控制仿真计算,试制了座椅用磁流变减振器物理样机及试验台架系统,开展了磁流变减振器阻尼特性试验和磁流变半主动座椅悬架台架试验研究。结果表明,理论仿真和试验结果基本吻合,磁流变减振器阻尼可控性好,所研制的磁流变半主动座椅悬架明显减小了座椅振动。     

钢板夹泡沫铝组合板抗弯性能研究

试验设计了6块钢板夹泡沫铝组合板,其中无侧板组合板与有侧板组合板各为3块,侧板材料与面板相同,泡沫铝芯层厚度分别为40 mm、60 mm和90 mm。对组合板进行抗弯试验,绘制了组合板跨中荷载-位移（P-δ）曲线,记录了组合板变形失效过程。基于Gibson模型最大承载力公式建立了无侧板组合板的失效模式图。推导了有侧板组合板最大承载力计算公式,建立了失效模式图。结果表明:泡沫铝芯层厚度越大,组合板承载力越高,加载刚度越大。建立的失效模式图可以较好预测组合板的失效模式。与无侧板组合板相比,仅增加侧板,可以显著提高组合板的承载能力和加载刚度,有效限制泡沫铝开裂后裂缝的进一步开展。通常无侧板组合板每种失效模式仅独立对应失效模式图中一块区域,而有侧板组合板失效模式图被划分为四块区域,且表皮屈服失效模式独立对应两块区域。     

磁流变阻尼器座椅悬架的LMS自适应控制研究

为了提高磁流变座椅悬架控制系统的实时性、高效性、简洁性,减小车辆座椅悬架的振动,选用LMS自适应控制算法,将阻尼器的模型与控制算法相结合,并增加道路谱下的实验验证.先对座椅用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,并在此基础上建立阻尼器的双曲正切模型,建立简化的座椅悬架单自由度系统模型,在阻尼器模型的基础上设计了适合磁流变阻尼器座椅悬架的LMS自适应控制算法,并在道路谱下进行了仿真与实验.结果表明,采用LMS自适应控制后的磁流变阻尼器半主动悬架系统相对于被动悬架,仿真时座椅加权加速度均方根值减小35.7%,实验时座椅加权加速度均方根值减小32.8%,算法可有效抑制悬架振动,且控制过程简单,具有较好的实际应用价值.     

某型飞机风挡及舱盖系统减重多学科设计优化方法研究

研究了某型飞机风挡及舱盖减重多学科设计优化的方法,优化过程中考虑风挡舱盖相关的传热、结构强度、屈曲和模态各学科之间的影响,建立了包括4个学科在内的风挡及舱盖系统多学科优化模型,通过改变透明件厚度达到减重的目的.采用本文提出的优化方法,使得风挡舱盖在满足约束条件的情况下,总重量减少了15.73%,各个设计变量收敛到最优值.本文提供了一种解决风挡及舱盖设计中学科耦合问题的方法,并为进一步研究飞机整机减重优化提供了一定的技术支持.     

飞机舱盖玻璃应力裂纹成因初探

文中介绍了舱盖后部骨架与玻璃间有XM-18胶的飞机舱盖玻璃后部槽口应力裂纹和有关的试验、观测情况,并在这些试验、观测的基础上,对舱盖玻璃上的应力产生作了分析,提出了应力裂纹产生原因的看法。     

商用车汽车座椅振动传递特性研究

对商用车中常用的机械减振座椅的垂直方向传递特性进行研究,通过液压伺服振动试验台测量了座椅的传递率。通过建立座椅多体动力学模型,在验证模型的基础上,应用正交试验方法,找到对系统影响较大的因素,改进了座椅的减振性能。     

胀环式飞船座椅缓冲器建模方法研究

为了对飞船座椅缓冲器参数进行优化设计,需要建立胀环式座椅缓冲器的仿真模型。基于塑性力学的相关理论,推导了胀环压入过程轴向力的计算公式,建立了胀环扩径变形的力学模型。使用LS-DYNA有限元软件,通过引入虚拟接触面的方法,采用壳单元建立了胀环式缓冲器的有限元模型。通过静态压缩试验和动态冲击试验结果,验证了两种仿真模型的有效性。该模型可以进一步应用于缓冲器参数优化设计研究,建模方法对于同类研究具有重要参考价值。     

某型SUV座椅抖动的分析

某型SUV四驱车加速过程中,在无乘员时副驾驶员座椅抖动明显,严重影响整车品质。运用道路车内振动试验分析、模态试验分析、CAE分析等方法对座椅抖动的原因进行分析,确定该座椅抖动由座椅Y向摆动模态频率与悬架激励频率共振引起。可有加强座椅结构以提高其固有频率及附加动力吸振器两种方案,使座椅抖动降低2.5 m/s2,主观评价抖动消除。最终综合考虑成本、周期,选用座椅结构加强方案。     

面向人体振动响应的ISD悬架座椅性能分析

为解决悬架座椅设计中降低固有频率和保证系统刚度之间的设计矛盾,进一步改善悬架座椅舒适性,将惯容器运用到悬架座椅系统中。建立了ISD(Inerter-Spring-Damper)悬架座椅模型,选出了最适合座椅的ISD结构,并结合三自由度坐姿人体模型(ISO 5982—2001)模型)建立了四自由度人-椅系统集中参数模型。根据座椅台架试验对悬架座椅参数和人体参数进行了识别。分析了模型在不同频段下的动态响应,惯质系数在不同频段激励下的取值,以及惯质系数对座椅舒适性的影响和惯质系数与阻尼的匹配关系。结果显示,将惯容器运用于悬架座椅能明显降低系统固有频率、改善座椅舒适性;惯容器、弹簧和阻尼器三者并联是最适合悬架座椅隔振的ISD结构,舒适性的改善程度和最优惯质系数取值都与激励特征有关。     

基于机器学习的汽车电动座椅位姿调整方案研究

为解决汽车电动座椅出厂前位姿调整过程中的耦合现象,提出了一种基于机器学习的座椅位姿调整方法。根据座椅内部机械结构证明了座椅表面特定点之间的位置是线性相关的;利用激光测距传感器采集这些特定点的位置信息,在此基础上由线性分类器对岭回归模型进一步训练,得出分段岭回归模型并给出调整方案,通过实验验证了所提方法的可行性。实验结果表明:经过分段岭回归模型的预测,每个开关仅需要拨动一次就能使座椅位姿达到出厂标准,并降低了座椅位姿调整的误差,提高座椅位姿调整效率。     

带螺旋侧板立管两向涡激振动的试验研究

为了研究螺旋侧板对立管涡激振动的抑制作用,采用模型试验的方法对光滑立管以及3组带程螺旋侧板的立管在不同雷诺数下进行了两向涡激振动试验研究,比较分析了光滑立管与带螺旋侧板立管的两向涡激振动响应差异,同时还研究了螺旋侧板导程对立管两向涡激振动的影响。采用示踪方法对4组立管模型涡激振动时的尾流进行了观测。研究结果表明:螺旋侧板能扰乱立管尾流的涡旋泄放,能有效抑制立管横流向的振动响应,同光滑立管相比,带螺旋侧板立管的横流向振动响应减小幅度可达70%左右,但顺流向的振动响应有所增加;9D导程的螺旋侧板对立管的涡激振动抑制效果最好;同带螺旋侧板的3组立管相比,光滑立管的斯托哈尔数在各雷诺数情况下普遍要大一些。     

基于有限元分析的瓦楞机支撑侧板结构优化设计

目的研究瓦楞机支撑侧板在复杂应力作用下的动态特性。方法通过Pro/E建立瓦楞机支撑侧板模型,运用有限元分析方法对侧板原结构和优化后的结构进行模态分析,并将前后模态分析结果进行对比。结果得出了侧板原结构和优化后的结构的前5阶固有频率和模态振型图,分析结果显示侧板原结构产生了扭转振动、摆动和弯曲变形,优化后的侧板结构变形减小,刚度增加,固有频率提高约25%,质量减轻约83 kg。结论侧板结构优化是比较合理可靠的,可以为结构优化设计提供一定的参考依据。     

后排分体式靠背骨架抗行李冲击性能的仿真研究

为了提高乘用车后排乘员的安全性、缩短座椅开发周期和节约成本,文章依据国标GB15083,利用HYPERMESH软件和LS—DYNA求解器建立某后排座椅骨架抗撞击试验的有限元模型并进行计算,将仿真结果与试验结果进行对比验证,并进一步利用仿真手段分析了分体式靠背骨架和车身结构对抗撞击性能的影响。     

载人防护缓冲气囊座椅的优化设计

针对设备载人空投过程中乘员防护的问题,设计出一种对乘员人体进行防护的缓冲气囊座椅,并采用MADYMO软件建立了缓冲气囊座椅数值模型,模拟该设备载人空投着陆中缓冲气囊座椅对乘员的缓冲过程。以减少人体的颈部损伤和胸部损伤为优化目标,利用微型多目标遗传算法对缓冲气囊座椅的充气质量、排气孔面积、排气压差以及缓冲气囊护颈的充气质量进行优化。该优化设计不但可以减少气囊座椅设计实验次数从而降低实验的成本,而且在载人空投防护技术领域具有一定的实际工程意义。     

爆炸冲击下车辆底部结构与座椅系统多参数优化研究

为了减少爆炸冲击环境下某防护型车辆内的乘员损伤,对车辆底部结构与座椅系统进行多参数优化。优化过程中,利用多物质单元与流-固耦合算法仿真乘员损伤,并通过试验标定。以乘员小腿受力、颈部力矩为目标函数,以车辆底部结构的厚度、材料、座椅安装位置为设计参数,建立了底部结构及座椅系统的优化数学模型。引入多元统计学的降维技术,形成了基于因子分析的多参数优化方法,在满足精度的条件下,合理缩减参数样本空间,节省了计算成本。通过该算法得到了优化模型的帕累托解集,最终获得了减小乘员损伤的底部结构与座椅系统设计方案。     

座椅热舒适性客观评价温度模型构建

本文建立了人体一座椅接触面的温度模型,利用实测温度数据验证了模型的精度。从接触面温度特性模型中提取出了三个评价指标：接触面最终温度,接触面温度的最大变化率以及接触面的平均温度,据此建立了座椅舒适度客观评价体系。利用评价体系对三种材料座椅（泡沫、压模和木质座椅）进行评估,结果表明：泡沫座椅的舒适度得分为8．96±2．58,压模座椅的舒适度得分为6．15±1．96,木质座椅的舒适度得分为4．91±1．88。主观测评法得到的座椅舒适度得分为：泡沫座椅的舒适度得分为8．36±1．21,压模座椅的舒适度得分为7．27±1．42,木质座椅的舒适度得分为5．36±3．14。结论,利用人体一座椅接触面温度特性来衡量座椅舒适度的客观评价体系具有一定的实用性和可靠性。     

客车座椅轻量化的CAE优化分析

随着汽车行业以轻量化的方向进行发展,座椅在新开发与VAVE过程中,需按GB 13057—2003《客车座椅及其车辆固定件的强度》与GB 14167—2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点及上固定点系统》及GB11550—2009《汽车座椅头枕性能要求和试验方法》的法规进行座椅动态测试,介于动态检测验证费用,且存在较多的不确定性,就必须在开发过程中对座椅进行CAE安全带固定点强度与静态分析,对照在厂内实验室的电脑伺服控制头枕冲击试验机与电脑伺服六轴座椅强度试验机对汽车座椅安全带固定点强度、座椅总成强度以及座椅靠背后部吸能试验,对应座椅的相应部分的刚度与柔度,以达到汽车座椅强度与吸能性要求,通过静态物性实验与CAE对照进行映证,再通过第3方动态实验的对参数与静态实验形成透视表,对CAE进行佐证,以确保动态测试的一次性通过率,提升开发与VAVE的周期并降低成本。