采用响应面法的汽车转向系统固有频率优化

提出一种基于响应面方法的汽车转向系统固有频率优化方法。以某微型车为例,该方法从建立汽车转向系统的有限元模型出发,结合拉丁方试验设计方法,采用最小二乘法建立转向系统的二次响应面近似模型;在此基础上,以转向系统的1阶固有频率最大化为目标,总质量为约束,并通过灵敏度分析选取5个部件有限元模型壳单元壁厚为设计参数,建立优化模型。对转向系统进行优化的结果表明,采用该方法对汽车转向系统进行优化,能有效提高其1阶固有频率,减小转向系统质量,从而抑制转向系统的振动。     

桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正

为获得桥梁结构的基准状态，考虑测试和结构参数的不确定性，将区间分析、仿射算法引入响应面有限元模型修正方法中，建立了一种新的桥梁结构有限元不确定模型修正方法。在讨论结构特点及力学行为的基础上，选择了待修正结构参数和结构响应后，采用均匀试验设计方法获得试验样本，同时结合多样本的有限元分析，采用F检验法得到结构响应的显著性参数。基于有限元模型修正的响应面方法，构建结构的响应面替代模型后，引入区间分析算法的自然拓展，将响应面模型拓展为区间响应面函数，同时采用仿射算法解决区间分析的区间扩张问题，构建桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正方法，并采用遗传算法进行区间优化求解。另外，针对区间响应面有限元模型修正的具体需求，提出了区间响应面函数的两步验证方法。用斜拉桥振动台模型桥梁在不同工况下的测试模态参数和斜拉索索力，对其进行有限元模型的不确定修正，实现了实测响应与有限元计算响应间误差的最小化。区间响应面函数的两步验证证实了参数修正范围和结构响应的有效性和正确性，修正后结构纵向、横向、竖向的一阶，二阶频率以及索力的实测响应均在计算响应范围内。验证结果表明：所提有限元不确定模型修正方法，能有效实现桥梁结构有限元模型的修正。     

基于响应面法的大跨径砼斜拉桥主梁重量不对称线形修正研究

为研究各设计参数对大跨径砼斜拉桥主梁线形的影响,并通过参数调整修正主梁线形,采用响应面法构建边跨最大悬臂端挠度与设计参数之间的显式响应方程,以某大跨径砼斜拉桥为例,采用有限元程序建立分析模型,模型中考虑主梁容重、索力及配重3个主要设计参数,通过MATLAB进行中心复合设计,拟合得到模拟响应与设计参数函数关系的二阶响应面...     

基于响应面法的沥青路面大修结构优化研究

为了提高沥青路面结构大修的经济性能,以沥青路面大修结构厚度、模量为设计参数,路面结构疲劳损坏的弯沉和最大拉应力作为约束条件,同时引入车辙指标,建立了基于响应面法的路面大修结构全寿命周期费用优化模型。该模型根据Plackett-Burman筛选原理进行实验组合设计,借助二阶响应面模型拟合计算结果,得到在寿命周期下费用最低时的大修结构组合,并检验了响应面的拟合精度。     

基于前轮角阶跃输入响应的汽车操纵稳定性分析

在建立汽车线性二自由度模型的基础上,将汽车系统简化为一般的二阶控制系统,分析汽车前轮角输入的响应,主要包括稳态响应和瞬态响应;结合具体车型参数,提出了表征汽车稳定性的关键参数的计算方法,为汽车操纵稳定性提供实际的分析方法。     

不同转向模式的多轴转向车辆性能分析

为解决重型车辆转向时的低速机动性和高速稳定性的问题,提出了多轴动态转向技术,并以三轴车辆为研究对象进行分析。首先建立多轴转向的二自由度车辆模型以及运动微分方程,为提高车辆的稳定性,以零质心侧偏角为目标,推导各轴间的转角比例系数及有关的状态空间矩阵、传递函数,使用MATLAB软件对不同转向模式下的操纵稳定性进行了稳态响应、瞬态响应以及频域响应的仿真。通过分析比较,说明采用多轴动态转向技术,车辆在转向时具有低速机动性高、高速稳定性好的特点。     

汽车主动悬架和四轮转向系统的耦合分析及协调控制

针对汽车转向系统和悬架系统的相互作用,建立了转向动力学子模型、悬架动力学子模型以及考虑两者耦合效应的综合动力学模型.通过仿真分析发现:悬架系统主要通过轮胎动载荷引起轮胎侧偏力变化,从而引起转向特性发生显著变化;而转向系统则主要通过离心力影响簧上质量的侧倾运动,从而引起悬架运动特性发生变化;主动悬架与四轮转向协调控制系统在减小车身侧倾和前轮垂直载荷波动的同时,还能有效地改善车辆横摆响应和质心侧偏角响应.     

基于响应面法的桥梁动力学有限元模型修正

针对动力学频率测试中模型的试验值与理论值误差较大的问题,结合大型桥梁缩尺模型试验,采取基于响应面法的有限元模型修正技术,获取了符合结构本真状态的有限元动力修正模型.选取二次多项式作为响应面函数的数学模型,在修正参数的显著性分析和中心复合试验设计基础上,运用最小二乘法对试验设计的样本空间数据进行拟合,以目标达到法为迭代标准,得到了自锚式悬索桥响应面的显示函数关系,并直观地给出典型响应的空间曲面模型.R2和RMSE指标验证结果表明:经修正后各阶频率峰值误差明显降低;除横向二阶频率外,其余各阶频率修正效果理想,基频最小误差仅为0.96％;基于响应面法的有限元动力模型修正准确可靠;经修正后的有限元模型可作为结构再分析的基准模型.     

基于响应面法的超早强混凝土优化设计

为了获得早强剂与缓凝剂的最优掺量,制备工作性能良好的超早强混凝土,采用Design Expert软件的响应面分析法进行试验设计,测试早强剂(碳酸锂)和缓凝剂(硼酸)不同掺量组合下硫铝酸盐水泥混凝土的流动度和早期抗压强度,建立流动度和早期抗压强度的预测模型,基于该模型分析碳酸锂与硼酸对混凝土流动度和早期抗压强度的影响,预测二者的最优掺量并进行试验验证。结果表明:通过响应面法建立的二阶多项式模型可信度和精确度高;模型预测的碳酸锂和硼酸最优掺量分别为0.58‰和0.6‰,此掺量下混凝土的20min流动度、2h以及1d抗压强度试验值分别为229mm、34 MPa、62 MPa,模型预测结果与试验结果接近。     

四轮转向车辆多体仿真与试验研究

以四轮转向原理样车为对象，运用多体动力学理论对四轮转向车辆的转向特性进行了计算机仿真研究和试验验证。对建立整车多体模型的方法进行了论述。通过对仿真数据与样车试验结果的对比分析，证明了四轮转向多体模型各类参数和控制方法的正确性和适用性。最后利用建立的整车多体模型，仿真分析了前后悬架刚度对操纵稳定性的影响，以及制动转向时的转向响应特性。     

Simulation of the Interaction between Vehicle Wheel and the Unevenness of Road Surface

A model of the relationship between a vehicle wheel and the unevenness of the road surface is defined. The wheel is considered to be of circular shape. For a given form of unevenness, the excitation functions are evaluated for the individual subsystems of the dynamic vehicle model having 5 degrees of freedom. The vehicle model traverses the uneven surface at a variable velocity. The model provides for the study of the complex dynamic phenomena which occur between the wheel and the unevenness. The response of the model also includes the dynamic stress on the drive when the wheel passes over the unevenness of the road surface.     

Simulation of the Interaction between Vehicle Wheel and the Unevenness of Road Surface

SUMMARY

A model of the relationship between a vehicle wheel and the unevenness of the road surface is defined. The wheel is considered to be of circular shape. For a given form of unevenness, the excitation functions are evaluated for the individual subsystems of the dynamic vehicle model having 5 degrees of freedom. The vehicle model traverses the uneven surface at a variable velocity. The model provides for the study of the complex dynamic phenomena which occur between the wheel and the unevenness. The response of the model also includes the dynamic stress on the drive when the wheel passes over the unevenness of the road surface.     

虚拟激励法人-车-路三质量车辆模型平顺性分析

为评价汽车平顺性,建立简化的人体-座椅、车身及车轮三质量1／4车辆模型,给出了该模型振动系统的频响特性公式,采用虚拟激励法,构造虚拟路面激励,运用matlab编程求取所建模型系统振动响应量的功率谱密度,并进行了行驶平顺性分析。结果表明,汽车行驶速度与道路路面条件是影响汽车行驶平顺性主要外在因素,为获得良好的汽车行驶平顺性,应加以改善;虚拟激励法用于求解车辆振动响应,快速高效,能很好地反映汽车行驶的平顺性,提高汽车平顺性设计水平与效率。     

Numerical Simulation of Vehicle Behavior during Straight Line Keeping on Undulating Road Surfaces

Numerical design of vehicles having optimal straight line stability on undulating road surfaces requires an accurate vehicle model based on knowledge of the relevant phenomena. Therefore, vehicle behavior on undulating straight roads has been analyzed and modeled. Measurements on a flat road surface have shown that the dedicated vehicle model yields accurate simulation results of the steering response to medium steering wheel angle inputs. In addition, the model has been validated by measuring two vehicle responses during normal driving on an undulating straight road: viz. the responses to the small steering wheel angle input and to the input by the global inclination of the road surface.     

基于ADAMS／Car Ride车辆平顺性仿真研究

以虚拟样机技术进行车辆平顺性仿真研究．建立了基于ADAMS／Car Ride的多体动理学模型，通过虚拟四柱试验台对模型进行仿真试验。仿真结果表明，ADAMS／Car Ride可方便地进行路面功率谱密度响应仿真试验，所建立的包含虚拟四柱试验台的整车模型可深入进行车辆平顺性研究。     

基于信息融合的轿车碰撞两轮车事故车速分析

在对北京市轿车与两轮车碰撞事故调研分析的基础上,深入分析车辆、路面遗留痕迹特征与汽车碰撞特点之间的联系,选择与轿车碰撞速度相关的人体-风窗玻璃接触、人体及车辆与路面接触的痕迹特征参数,运用人工神经网络方法建立了轿车与两轮车碰撞事故的车辆碰撞速度分类预测模型.该模型融合了人-车-路相互作用的痕迹特征信息,采用实际事故案例提取的可靠样本对其进行训练并应用于车速估算.     

Numerical Simulation of Vehicle Behavior during Straight Line Keeping on Undulating Road Surfaces

SUMMARY

Numerical design of vehicles having optimal straight line stability on undulating road surfaces requires an accurate vehicle model based on knowledge of the relevant phenomena. Therefore, vehicle behavior on undulating straight roads has been analyzed and modeled. Measurements on a flat road surface have shown that the dedicated vehicle model yields accurate simulation results of the steering response to medium steering wheel angle inputs. In addition, the model has been validated by measuring two vehicle responses during normal driving on an undulating straight road: viz. the responses to the small steering wheel angle input and to the input by the global inclination of the road surface.     

车轮随机动载特性的Simulink仿真分析

利用汽车的两自由度模型，应用Simulink软件仿真分析了车速与路面不平度对车轮随机动载变化趋势的影响。同时也分析了车轮随机动载的大小对路面疲劳应力的影响，指出了不同车速和路面不平度引起的路面动力反应及损伤变化规律，即车速和路面不平度的增加将导致汽车动载的增加，从而加速路面的损伤。提出了针对路面状况调整车速可以降低车轮随机动载，从而达到减轻路面损伤的要求。     

Improved calibration of simulation models in railway dynamics: application of a parameter identification process to the multi-body model of a TGV train

This paper aims at estimating the vehicle suspension parameters of a TGV (Train à Grande Vitesse) train from measurement data. A better knowledge of these parameters is required for virtual certification or condition monitoring applications. The estimation of the parameter values is performed by minimising a misfit function describing the distance between the measured and the simulated vehicle response. Due to the unsteady excitation from the real track irregularities and nonlinear effects in the vehicle behaviour, the misfit function is defined in the time domain using a least squares estimation. Then an optimisation algorithm is applied in order to find the best parameter values within the defined constraints. The complexity of the solution surface with many local minima requires the use of global optimisation methods. The results show that the model can be improved by this approach providing a response of the simulation model closer to the measurements.     

基于RBF神经网络识别路面谱的新方法

路面不平度是车辆行驶中振动的重要激励。为了识别路面不平度的功率谱密度函数(路面谱),提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络识别路面谱的新方法。该方法以7自由度汽车振动模型为基础,以MATLAB软件仿真得到的汽车车身质心垂直加速度谱为神经网络理想输入样本,以GB7031-86建议的路面谱为神经网络理想输出样本,应用RBF神经网络建立汽车车身质心垂直加速度谱和路面谱之间的非线性映射模型。另取一组仿真得到的车身质心垂直加速度谱代入已训练好的网络进行路面谱识别。结果表明:该方法具有较强的抗噪声能力和较理想的识别精度,识别的路面谱与拟合的路面谱吻合一致。