汽车平顺性脉冲输入行驶试验中的车速计算

试验车速是汽车平顺性脉冲输入试验评价中的重要参数之一.根据汽车通过脉冲输入凸块时前后轮的振动响应互不影响的原理,利用速度的原始数学定义公式,提出的一种廉价而简单有效的试验车速计算模型,经误差分析,可得出其误差来源和影响因素.实车试验证明,该计算模型具有一定的合理性和有效性.     

碰撞前车速计算误差的成因及处理方法

为准确计算汽车碰撞事故碰撞前车速,基于动量守恒定理的汽车碰撞事故模型,在事故分析中采用反推法求解. 根据事故现场勘查信息,应用运动学公式计算碰撞后车速,再将碰撞后车速代入模型计算碰撞前车速. 以实车碰撞试验对模型计算结果进行检验后,发现用模型计算的碰撞前车速存在误差. 为此以实车碰撞试验为对象,根据模型的求解过程和误差的传递过程,研究了碰撞前车速误差的成因和处理方法,以提高交通事故分析的准确性. 首先,应用矩阵理论研究了碰撞前车速误差的形成原因;其次,应用反推迭代算法建立了碰撞前车速误差的处理方法;最后,通过实例应用验证了该方法的可行性. 研究结果和实例应用表明:用运动学公式计算碰撞后车速所产生的误差是造成碰撞前车速误差的决定性原因,只需对碰撞后车速误差进行简单的1次处理就能使应用该模型计算碰撞前车速所产生的误差归0.      

转动惯量误差对汽车碰撞模型计算结果的影响

为了有效控制车辆转动惯量误差对汽车碰撞模型计算结果的影响,应用摄动理论分析了车辆转动惯量误差对模型计算结果的影响规律.应用碰撞前车速曲线平均斜率、车速方向角曲线平均斜率和角速度曲线平均斜率,研究了车辆转动惯量误差对模型计算结果的影响程度.根据影响程度能够确定满足模型计算结果精度要求的车辆转动惯量取值范围.研究结果表明:当限制车辆转动惯量误差在7.94%范围内时,模型计算结果相对误差5%.      

汽车碰撞模型中力学参数误差对碰撞前车速的影响

为了准确度量汽车碰撞模型中力学参数误差对碰撞前车速的影响,应用矩阵理论建立了影响程度分析方法.针对常见的误差形式,通过实例分析了以质心为坐标原点的碰撞模型和以碰撞中心为坐标原点的碰撞模型中力学参数误差对碰撞前车速的影响.结果表明,以碰撞前车速相对误差≤3%作为约束条件,以质心为坐标原点的碰撞模型和以碰撞中心为坐标原点的碰撞模型中,力学参数误差范围的最大值为±9.7%和±8.7%.     

脉冲输入工况下的汽车平顺性影响因素分析

为了研究脉冲输入下平顺性的影响因素,以某SUV为例,在不同车速工况下完成了脉冲输入行驶试验,获得时域下的振动加速度值,再应用Matlab计算频域下的振动加速度功率谱密度值,采用脉冲输入的指标限值评价法,对比影响人体健康的情况,分析外界输入和振动系统对汽车平顺性的影响.研究结果表明,脉冲输入工况下,车速的增加会造成振动幅值的增大,当车辆通过连续脉冲路况时,驾乘人员舒适度会明显降低.此外,车身和座椅系统固有频率的设计参数与车辆结构安全密切相关,避开振动峰值频率和人体振动敏感频率是确保汽车良好平顺性的有效方法.     

不平整路面上的汽车动荷载

考虑汽车侧倾因素在路面不平引起汽车动荷问题中的影响，建立了4自由度车辆模型，并据此模型实例分析计算了在路面波幅一定的情况下，汽车在不同波长路面上以不同车速行驶时产生的车辆动荷载．     

汽车部（分）队成建制行进时车间距的确定

针对汽车追尾事故发生率高的现象,通过分析汽车行进时安全距离的影响因素,提出了以车速确定安全车距的理论计算方法,建立了安全距离的计算模型,从而确定了汽车部（分）队成建制行进时不同车速下的最少车间距,为行车安全提供参考。     

控制动作响应延迟下的汽车追尾风险评估

以驾驶人认知响应不及时引发的追尾事故为研究对象,研究驾驶人车辆控制动作响应延迟对追尾事故的影响.定义了汽车驾驶人不响应概率函数,利用反应时间序列进行了求解,绘制了响应时间曲线.采用ANFIS理论,以前后车速差、后车车速、车间距及驾驶人不响应概率为输入,以汽车追尾概率为输出,建立追尾风险评估模型来预测汽车追尾可能性大小.实例分析表明,利用该模型预测汽车追尾风险大小是可行的.     

不平整路面上的汽车动荷载

考虑汽车侧倾因素在路面不平引起汽车动荷问题中的影响,建立了4自由度车辆模型,并据此模型实例分析计算了在路面波幅一定的情况下,汽车在不同波长路面上以不同车速行驶时产生的车辆动荷载。     

汽车动力传动系扭振固有特性研究

基于装备有离合器从动盘式扭振减振器和双质量飞轮式扭振减振器的汽车动力传动系，建立了扭振固有特性计算分析模型，采用广义Ｊａｃｏｂｉ算法计算出了各扭振系统模型的固有特性和固有振型，并进行了临界转速和临界车速的计算分析，得出了双质量飞轮式扭振减振器对汽车动力传动系统扭振固有特性的影响特点。     

大跨度桥梁涡激振动及其半经验模型介绍

大跨度桥梁在低风速下可能会频繁发生较大振幅的涡激共振而导致结构破坏,因而涡激振动已成为大跨度桥梁抗风设计关键问题之一。该文列举了国外大跨度桥梁典型涡激振动实例,并讨论了具有代表性的一些半经验模型,最后针对大跨度桥梁涡激振动提出了基于风洞试验和半经验模型的研究思路。     

磁流变半主动座椅悬架建模及振动特性分析

磁流变阻尼器力学模型及控制电流逆模型对半主动控制系统的控制精度具有重要影响.采用正弦及余弦型魔术公式，基于骨架曲线与滞回分离的建模方法，建立改进的磁流变阻尼器动态阻尼力模型；采用基于Sobol序列的差分-禁忌混合优化算法对阻尼力模型进行参数识别，构建包含激励特性及控制电流参数的通用数学模型；在试验测试及正向模型基础上，利用自适应神经模糊系统建立阻尼器控制电流逆模型.研究结果表明：本文建立的正逆模型均能够有效表征磁流变阻尼器的非线性行为及滞回特性；改进魔术公式模型在不同激励特性及电流工况下的平均百分比误差在3.4%附近变化；逆向动力学模型计算的控制电流误差均方根值为0.086 9～0.1171 A；经过控制电流逆模型与阻尼器正向模型串联模型计算的预测阻尼力误差均方根值为阻尼器最大阻尼力的5.6%；通过试验测试与仿真结果对比，验证了本文提出的阻尼器数学模型具有较好的精度和适用性，能够改善座椅悬架系统振动传递特性.     

桥梁风振试验颤振导数识别的Ibrahim时域优化研究

基于R.H.Scanlan提出的自由振动法求解桥梁颤振导数实验量很大,且在提取交叉导数的过程中,一方面要求模型的竖向运动和扭转运动在所有的风速下都具有相同的频率比和阻尼比是很难达到的,另一方面非耦合导数的识别误差将带到耦合导数中.文中基于Ibrahim时域的改进方法,应用变尺度优化算法进行提取桥梁断面的全部颤振导数,研究结果表明应用此方法来解决非线性参数辨识问题比最小二乘法好.     

基于SOGI-FLL-WPF的磁悬浮多跨转子不对中振动检测

为解决磁悬浮多跨转子不对中振动检测问题，首先，建立磁悬浮转子系统动力学模型及联轴器不对中模型；其次，基于多跨转子力学模型模拟转子不对中振动状态，并采用二阶广义积分-锁频环（second order generalized integrator-frequency locked loop，SOGI-FLL）对振动信号进行转速辨识；然后，将转速辨识信息输入至SOGI进行转速同频陷波，进而利用带预滤波器的SOGI-FLL （SOGI-FLL with prefilter，SOGI-FLL-WPF）对陷波后的信号进行磁悬浮多跨转子不对中振动检测；最后，通过磁悬浮多跨转子定速和升速状态下的仿真计算，验证了本文提出多跨转子不对中振动检测方法的可行性. 实验结果表明:由转子不对中引起的转速二倍频振动信号可被快速辨识出幅值和频率，可为磁悬浮多跨设备的应用奠定基础.      

基于颗粒阻尼的矿用自卸车振动舒适性

采用颗粒阻尼技术对驾驶室座椅进行减振, 提高其振动舒适性; 选择与驾驶室底板和座椅连接的基座作为颗粒阻尼器, 建立了基座阻尼器的离散元模型; 模拟整车在发动机最高转速下的振动环境, 针对不同阻尼器方案(颗粒材质、阻尼器分层数、颗粒粒径和颗粒填充率), 通过离散元仿真计算逐一进行耗能分析, 得到了最优方案; 对实物模型进行试验, 对比原结构与增加阻尼颗粒后基座的加速度均方根, 确认减振效果, 将试验与仿真计算结果进行趋势对比, 验证了离散元模型的可行性; 在实际样车试验中应用最优方案, 采集了座椅在发动机不同转速下的响应, 进行了数据分析; 针对最高转速的工况, 进行了人体振动暴露的舒适性分析。研究结果表明: 从频域图的单峰最大值来看, 减振前座椅最大加速度响应出现在425 Hz处的0.643 4 m·s-2, 安装颗粒阻尼器后最大值为25 Hz处的0.087 5 m·s-2; 从时域图来看, 当发动机转速分别为750、1 110、1 470、1 830、2 200 r·min-1时, 安装颗粒阻尼器后座椅加速度均方根综合减幅分别达到24.2%、29.6%、34.7%、39.2%、46.0%, 发动机转速越高, 颗粒阻尼器的减振效果越好; 安装颗粒阻尼器后各频段舒适性界限时长均有大幅度增加, 频段为3.1和4.0 Hz时, 安装颗粒阻尼器后舒适性界限时长均提升了1.50倍, 为20 Hz时, 安装颗粒阻尼器后舒适性界限时长提升了1.57倍。      

高速列车振动舒适度测试方法研究

随着列车的提速,车体的动力学性能,特别是振动性能发生了很大的变化,低速不能激发的模态在高速情况下几乎全部被激发,并出现了二次振动,此外,高速动车客室装饰和布局也完全改变。原有的车体振动舒适度测试方法是以中低速振动参数为依据的,测试内容和测试方法不能体现或不能全面反映高速动车组的振动情况,论文针对高速列车的振动特性,对振动舒适度的测试方法和分析内容进行了详细的研究,通过实测数据,分析了同车厢中不同位置的车体加速度值的分布特点,分析了不同速度下的高速列车的加速度值的变化趋势,分析了明线和隧道工况下的振动舒适度值的变化,提出了高速列车振动舒适度的改进测试方案。     

刘家峡桁架梁悬索桥的颤抖振时域分析

以刘家峡大桥为工程背景,建立了钢桁架梁悬索桥的有限元模型,采用改进谐波合成法模拟了脉动风荷载,结合大跨桥梁颤抖振分析的基本理论,计算了对应于桥梁各节点的静风力、抖振力和自激力.在此基础上,利用ANSYS参数化设计语言（APDL）编制了相应的计算程序,将计算所得的各类风荷载施加在全桥有限元模型的节点上,对刘家峡桁架梁悬索桥进行了颤抖振时域分析,以精确求解不同桥面基准风速下,桥梁各关键部位的抖振扭转角、抖振侧向位移、抖振竖向位移,进而研究了风速变化对悬索桥最大颤抖振响应的影响.与全桥模型风洞试验的对比结果表明：对大跨桥的颤抖振分析方法是合理可行的,可为同类大跨桥梁风致振动的研究提供科学的依据和参考.     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

高速动车组弹性车体和设备耦合振动特性

为研究车体和车下设备之间的耦合振动关系,建立了高速动车组的车辆刚柔耦合系统动力学模型;考虑车体弹性模态振动,采用扫频激励法,仿真分析设备质量、刚度、阻尼和安装位置对系统振动的影响;研究了不同参数相互作用下的振动特性.研究结果表明:与设备采用固接方式相比,弹性联接可显著降低车体弹性振动,设备质量越大且越靠近车体中部安装,对抑制弹性振动效用越显著;设备质量小于1.0 t或者距离车体中心6 m以上时,降低弹性振动的效果较小,阻尼比为5%~30%时,效果较好.利用机车车辆滚动振动试验台进行设备悬挂振动特性测试,表明设备采用弹性联接可显著改善高速动车组的乘坐平稳性,运行速度等级越高,效果越显著,最大可改善约15%.