机车车辆动力学研究及发展

机车车辆动力学在最近10年得到迅速发展,考虑车辆—轨道耦合作用的耦合模型得到广泛应用。随着大跨距跨江铁路桥的建设,车和桥的耦合振动会引起接触网的振动,进而影响弓网的耦合振动。因此十分有必要开展接触网—受电弓—机车车辆—线路—桥梁耦合大系统动力学的研究。进行机车车辆动力学性能优化,必须首先确定机车车辆动力学三要素的优先关系,即运行的稳定性—安全性—平稳性,建立以列车为研究对象的模型,同时在模型中考虑机车车辆结构弹性和频变特征悬挂参数以及气流扰动的影响,进而进行灵敏度分析和参数优化。给出考虑频变特性的钢弹簧等效计算方法以及基于循环变量的列车系统动力学建模和计算方法,并验证了计算方法的有效性。     

高速铁路邻近车站曲线最小半径研究

为了分析研究高速铁路邻近车站曲线最小半径对列车运行安全性与舒适性的影响,运用Simpack软件建立列车-线路动力学仿真模型。从动力学角度分析不同曲线半径对通过列车和停站列车的安全性和舒适性的影响。研究发现:通过列车经过车站邻近曲线时的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率、列车平稳性指标大于停站车通过车站临近曲线时的相应指标;停站列车通过距离车站较远的圆缓点的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率、平稳性指标能够满足运行安全性与舒适性需求,考虑富余量,停站列车速度采用通过曲中时的车速是合适的。     

刚柔耦合多体车辆操纵稳定性研究

利用多体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。并分别对多刚体模型和刚柔耦合多体模型进行了“转向盘脉冲输入”、“ISO移线”仿真，分析了构件的柔性对汽车操纵稳定性的评价指标值的影响。     

汽车操纵动力学十八自由度模型仿真研究

本文介绍了根据多刚体动力学中的凯恩方法建立的一般两轴汽车的十八自由度数学模型。     

车辆动力学稳定性控制的仿真研究

对车辆动力学稳定性控制的控制原理，控制策略，控制逻辑和算法进行了理论分析。在此基础上，对车辆动力学稳定性控制进行了仿真分析，结果表明，车辆动力学稳定性控制能够改善车辆在高速下或在滑路上转向时的操纵性和稳定性。     

轿车车身结构动力学分析

利用有限元分析的方法对轿车车身骨架结构进行了动力学分析，通过对改变车身结构情况分析计算，研究了车身结构与其固有频率和振动的关系，结果表明：对于管式骨架式轿车车身，可改变钢管外径来解决共振问题。钢管外径和壁厚对其振型改变很小。进行局部加强也可改变整个车身结构的频率，而且对减小局部大变形有较好的效果。     

南海风浪条件下Spar式浮式风机平台的构型及参数

使用WAMIT软件建立了OC3-Hywind Spar式浮式风机模型，联合FAST软件计算了浮式风机在不同工况下的幅值响应算子；结合为南海海域波浪条件优化后的JONSWAP谱，对浮式风机进行了不同工况下的响应谱分析及最大响应值计算；进一步阐述了浮式平台结构构型参数的变化对整体结构在南海相应工况下的运动影响。     

Modeling free-flow speed according to different water depths—From the viewpoint of dynamic hydraulic pressure

In this paper, we propose a method of modeling free flow speed from the viewpoint of hydroplaning. First, the lift forces for different water depths were estimated using Bernoulli’s equation. Compared with the result of the experimental test performed by the Japan Automobile Research Institute, the hydrodynamic pressure coefficient was determined to be 0.03 (tf s²/m⁴). The validation of the predicted lift force is found in another published paper. A very good match is found between the computed values by the proposed numerical model and the data in other published papers. Then, the loss of contact force is considered to evaluate the hydroplaning performance of a tire. To simulate the hydroplaning speed, a tire-sliding model was utilized to obtain the traction and friction forces between the road surface and the tire. The observation data obtained in Japan in 2009 is compared with the physically computed hydroplaning speed, yielding the conclusion that the traction force at the measured desired speed is, on average, 23.4% of the traction force at hydroplaning speed. The analytical model offers a useful tool to quantitatively show that the free flow speed changes as the water depth increase.     

船舶非线性横摇运动数值模拟研究

非线性大角横摇运动是危害船舶安全的重要因素,也是船舶水动力学关注的热点及难点问题。文章采用CFD方法,对某型驱逐舰船模在不同波长规则波中横浪航行时的横摇运动进行了数值模拟。通过与水池实验比对,数值仿真得到的稳定横摇幅值与实验值的误差在10%左右。同时,数值模拟证实了非线性横摇的两种典型特征—“多值”及“跳跃”现象。数值模拟结果表明,CFD方法可作为研究船舶非线性横摇运动的有效手段。     

摩托车配气机构运动学和动力学模拟分析

根据配气机构运动学和动力学分析,试制了优化凸轮实物,采用优化凸轮进行了发动机对比性能试验和耐久性试验.试验表明,优化凸轮能满足发动机性能要求,发动机耐久试验后,优化凸轮没有出现异常磨损现象,和模拟分析结果一致.