基于多体理论的道路交通安全评价及预测的研究

研究了能够识别交通事故多发路段、评价道路安全程度的一种新的方案,开发了相应的基于多体理论的仿真系统,在多体动力学软件ADAMS下建立了仿真系统的各个子模块;提出了评价道路交通安全的新方法。     

汽车与自行车碰撞事故重建研究

汽车与自行车碰撞事故重建主要包括传统模型、经验模型和基于PC-Crash和Madymo软件的多刚体动力学仿真模型3类,分别用3类模型对国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中一起汽车与自行车碰撞事故案例进行了事故重建,对各模型的相关参数进行了对比。研究结果显示:多刚体动力学模型能够较好地还原事故的碰撞过程,重建事故过程中的碰撞车速、碰撞对应关系、人员损伤等;基于Madymo软件的仿真模型能够更好地重建骑车人损伤的详细事故过程。     

动载作用下柔性车体结构疲劳寿命的仿真

为准确预测随机动载作用下柔性车体结构的疲劳寿命，将多体动力学仿真和有限元分析相结合，建立了车体多体动力学模型．计算了35个关键部位的载荷历程，并用准静态应力分析法获得了对应的应力影响因子．用模态分析技术获得了车体结构固有频率和模态振型，用子结构技术获得了车体有限元缩减模型．根据危险应力分布、应力时间历程以及Palmgren-Miner损伤理论，利用疲劳分析软件FE-FATIGUE的基于应力的安全强度因子分析法和MATLAB的WAFO技术对柔性车体结构疲劳寿命仿真．仿真结果包括损伤和疲劳寿命预测．     

基于ADAMS的整车建模和操纵稳定性仿真评价

利用动力学仿真软件ADAMS完成了某车型多体动力学建模和操纵稳定性分析.以多连杆式独立悬架子系统建模为例介绍在ADAMS/Car模块中建立汽车多体动力学模型要点和过程:对虚拟样车进行了转向盘角阶跃输入性能、蛇行性能、转向轻便性等操纵稳定性能试验仿真.结果表明,该车型具有良好的操纵稳定性.     

基于SIMPACK的磁悬浮车辆耦合动力学性能仿真模型

为了有效评价磁悬浮车辆动力学性能,引入SIMPACK仿真软件,根据磁悬浮车辆多体系统动力学拓扑关系图,建立了磁悬浮车辆-轨道-控制系统的耦合动力学模型,分析了试验结果和仿真结果。在模型中,磁悬浮车辆被视为多刚体,并具有两系悬挂系统,轨道被视为弹性欧拉梁,并考虑了磁悬浮车辆的控制系统性能。数值分析结果表明:梁的最大变形的计算值为1.5mm,试验值为1.6mm,车体的垂向加速度仿真结果与试验结果基本一致,利用仿真模型能较准确地预测耦合系统的动力学性能。     

汽车高速行驶操纵性柔性多体动力学预测方法

为了评价、鉴定汽车在高速公路上高速行驶时的操纵性,运用柔性多体系统动力学方法,建立了基于ADAMS软件平台的整车刚柔耦合多体系统操纵动力学仿真分析模型.对模型中柔性体,应用有限元分析软件ANSYS进行模态分析,利用ADAMS/Flex模块,将模态变形融入柔性多体系统的运动学、动力学仿真中.通过“转向盘中间位置的仿真“,得到了转向盘力输入的主要评价指标值,仿真计算与实测结果最大误差在10%以内.因此,在汽车设计阶段,可以利用柔性多体模型较准确地预测汽车在高速公路上高速行驶时的操纵性,并可替代实车测量方法.     

永磁直驱柔性构架转向架的动力学模型研究

永磁直驱柔性构架转向架是一种新型的地铁车辆转向架,具有结构简单、紧凑、曲线通过能力强等特点.使用Simpack软件建立了永磁直驱柔性构架转向架两种不同的动力学模型:构架集总参数的多刚体动力学模型和构架的刚柔体动力学模型.在构架集总参数模型中,将柔性构架视为两个通过多向弹簧连接的侧梁.在构架离散参数模型中,将柔性构架作为柔性体处理.仿真分析了装用永磁直驱柔性构架转向架的地铁车辆的蛇形运行临界速度、曲线通过安全性和运行平稳性.仿真结果表明:构架集总参数模型适用于优化柔性构架的刚度参数,进行脱轨安全性分析和车辆稳定性分析,而构架离散参数模型更适用于平稳性分析.     

客运专线大跨连续梁桥车桥耦合振动仿真分析

提出用多体系统动力学与有限元法相结合的联合模拟技术进行车桥耦合振动仿真分析．以郑州-西安客运专线灞河特大桥的一大跨连续梁桥为研究对象,采用有限元子结构技术建立桥梁动力分析模型,对桥梁自振特性进行分析,采用多体系统动力学程序建立完整的车辆空间模型,然后将桥梁和车辆2个子系统在轮轨接触面离散的信息点上进行数据交换,从而实现车桥耦合振动仿真．研究结果表明,联合模拟技术是可行的,为车桥耦合振动的研究提供了一种新的有效途径．     

基于虚拟试验场技术的越野车辆地形通过性评价系统

为了评价越野车辆的地形通过性,建立了基于虚拟试验场技术的评价系统.基于轮胎内压和轮胎刚度与有效接地面积基本成线性的关系,用试验系数对建立的轮胎粘弹性有限元模型进行了修正.研究了悬架的刚度-阻尼模型,并以多体动力学理论建立了车辆的6自由度动力学模型.以车轮六分力传感器和机器视觉测量方法建立了评价仿真模型的标定和验证硬件平台,并对实车试验与评价系统的仿真结果进行对比.对比结果表明:仿真与试验结果的干涉误差在5%以内,因此,评价系统可信.     

CAD数字样机动力学参数提取及敏感性分析

现有的三维CAD模型主要描述的是产品的装配结构和几何特征,不具有可分析的特征和特性.以客观地定量化描述产品动力学参数对性能的影响为目标,提出了建立面向CAD的多体动力学分析信息统一描述模型和动力学参数对性能影响的定量描述方法.通过建立多体动力学分析信息统一描述模型,提出一种通用的动力学参数提取方法;基于仿真试验的性能分析取样策略获取动力学计算仿真模型的输入输出样本集,应用粗糙集理论对动力学性能参数进行敏感性分析,最终获得影响产品性能的关键参数集,最终完善CAD数字样品.最后,以机车车辆CATIA三维数字化CAD数字样机的动力学参数提取及敏感性分析为例,证明本文方法的可行性、有效性.