永吉高速公路混凝土护栏优化设计

对高速公路混凝土护栏进行截面优化设计,在混凝土护栏截面设置控制点,结合正交试验方法,依次通过小车、客车、货车进行碰撞仿真试验,对49组截面构型进行多层筛选,得出满足SS级法规要求的最优构型。并对优化后的护栏进行碰撞安全性能分析。结果显示,最优构型能够有效降低车身最大爬升高度和提高车辆导向性能,优化设计方案能够有效解决如今车辆爬上、越过、翻越、内侧翻车的问题,满足设计目标。以典型高度处护栏厚度为优化对象,为护栏优化设计提供了一种有效、可行的设计思路。     

基于车辆参数减振器常通节流孔优化设计方法

利用车辆参数和平安比,得到了减振器分段线性阻尼系数,建立了与车辆最佳阻尼匹配所需减振器的速度特性.根据减振器开阀前速度特性要求,建立了基于车辆参数的常通节流孔曲线拟合优化设计方法.通过实例,对某汽车减振器常通节流孔进行了优化设计,对设计的减振器进行了阻尼特性和整车振动试验.结果表明,基于车辆参数的常通节流孔优化设计方法正确,参数设计值可靠.     

基于正交数值试验法深厚软土区复合地基按沉降控制优化设计

基于正交试验设计方法,提出一种基于响应面沉降代理模型的深厚软土区水泥搅拌桩复合地基优化设计方法。该方法首先利用正交试验设计方法进行试验方案设计;再采用有限元方法进行复合地基沉降的计算,并通过响应面法建立复合地基的沉降代理模型;然后,以复合地基沉降为约束条件工程造价为目标函数建立复合地基优化设计数学模型。最后,基于粒子群算法对该数学模型进行全局寻优,并输出满足规范要求的最经济的深厚软土区水泥搅拌桩复合地基加固方案。     

新型柔性护栏矩形截面立柱优化

为找到新型柔性护栏碰撞安全性最好的护栏立柱截面,据中国新出台的评价标准,通过建立车辆、护栏有限元仿真模型,对新型柔性护栏碰撞安全性进行综合分析。基于UG建模、VPG前处理软件、LS-DYNA仿真软件,对所建"汽车-护栏"模型从车辆驶出驶离点后的运动轨迹、车体加速度等方面分析车辆撞击新型柔性护栏的碰撞安全性。并通过多轮数值正交试验设计的方法获得了护栏截面优化设计分析的最优截面,通过长沙理工大学大型结构碰撞试验室实车碰撞试验验证护栏对车辆的导向性。结果表明:仿真计算所得车辆碰撞后运行轨迹、车体加速度等护栏安全评价指标与试验结果一致,满足新法规评定标准要求。     

基于正交试验理论的消声器优化设计

正交试验理论的提出,为复杂结构消声器的设计提供了一种新思路.文中以某重型车辆排气消声器的第二隔板位置、出口管穿孔率、连接管直径及连接管穿孔率作为水平因素,510～640 Hz内消声器的传递损失总和作为评价指标,基于正交试验理论,利用GT-power软件得出不同水平因素下的评价指标;根据正交试验分析表,对消声器的内部结构进行优化.结果表明,优化后消声器在高频段的消声性能明显优于原消声器,且与原消声器相比其通过频段明显减少.     

EQ1091 载货汽车动力系统参数匹配与正交优化

对EQ1091载货汽车的动力与传动系统进行了初步匹配.基于正交优化设计方法为仿真试验设计了正交试验表,利用AVL Cruise软件对所匹配的车型建立了相应的仿真模型,根据设计的试验方案对EQ1091载货汽车进行了仿真.最后,通过正交优化没计试验结果的处理和分析,并对动力与传动系统的参数进行了优化组合,选出一组对动力性、经济性都较优的汽车动力与传动系统参数.     

车辆系统垂向与横向耦合的侧倾状态估计

为有效解决复杂行驶工况下车辆耦合侧倾运动状态无法精确获取,进而对车辆系统操纵稳定性与乘坐舒适性兼顾优化无法提供准确输入的难题,本文中设计了基于车辆垂向与横向耦合动力学的双非线性状态观测器算法,以实现复杂行驶工况下车辆耦合侧倾运动状态的实时准确估计。首先,建立了路面激励模型与整车系统垂向与横向耦合动力学模型;接着,利用无迹卡尔曼滤波方法(UKF)与非线性模糊观测(T-S)理论,设计了非线性状态观测算法,以在不同路面激励工况下对车辆系统簧载质量与侧倾状态进行联合估计;最后,运用CarSim■动力学软件,对比分析了在标准A级与C级路面上进行J-turn试验工况下,采用联合状态观测器(UKF&T-S)实时估计车辆侧倾角与侧倾率的观测精度。结果表明,本文所设计的UKF&T-S观测器可有效估计车辆侧倾状态,且与CarSim■仿真数据相比识别状态标准偏差不超过10%。     

正交异性桥面板的局部分析

正交异性桥面板各向异性,受力复杂,计算方法尚未完善。本文采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某特大悬索桥桥面结构,在仅车辆荷载作用下,计算分析了桥面各构件的受力状况。计算结果表明:使用有限元方法能合理的反映正交异性桥面板的实际受力状况,在车辆荷载作用下桥面各构件均满足设计要求。     

轿车安全带优化设计及模拟计算

安全带中限力器、预张紧器、织带的性能参数是影响车辆安全带系统约束性能的主要因素。采用正交试验设计法，选取织带伸长率、预张紧器开始动作时刻、限力器恒力值以及在该恒力作用下织带的拉出长度为主要因子，提出了安全带优化设计方案。应用MADYMO分析软件建立的模拟计算模型，并提出了夏利7100型轿车的安全带系统优化参数方案。     

基于高斯过程模型的结构可靠性优化设计研究

数值仿真模型相较于传统的工程试验方法具有运算速度快、试验成本低、操作简单等优点,已经在机械工程、车辆工程、土木工程等领域被广泛使用。然而,在基于数值仿真模型的设计过程中,由于知识缺乏或信息不全等因素,会产生大量的不确定性。传统的优化设计或可靠性分析只考虑了随机不确定性,而常常忽视模型不确定性对设计结果造成的影响。基于此,本文提出了一种考虑模型不确定性的可靠性优化算法。该方法利用高斯过程模型中的协方差函数度量了设计过程中的模型不确定性,并通过蒙塔卡洛方法获取结构可靠性指标,并在求解过程中使用了序列优化可靠性分析方法,使得优化求解与可靠性分析交替进行,从而实现了对双层嵌套的可靠性优化问题进行解耦,极大提高了可靠性优化算法求解效率。最后通过某车型的正面碰撞安全性设计,验证了本算法的可行性,并进一步证明了在优化设计或可靠性设计中引入模型不确定性的重要性。     

复杂路况下无人驾驶路径跟踪模型预测控制研究

为了提高无人驾驶车辆在直角转弯、连续弯道和弧形弯的复杂路况下路径跟踪精度、行驶稳定性与安全性,提出了一种改进的模型预测控制算法。该改进算法是根据行驶路径弯曲度确定车辆在平坦路面上不发生滑移的最大纵向速度,即车辆纵向速度不是假定恒定值。基于模型预测控制,建立车辆运动学模型,设置以速度和前轮转角为约束条件,设计以位置偏差和控制增量为目标函数,获得最优前轮转角和行驶速度。最后,借助某新能源汽车有限公司提供的无人驾驶车辆平台与测试场地,试验对比分析了在复杂路况下改进的模型预测控制算法与纵向速度恒定的模型预测控制算法时车辆路径跟踪效果,试验验证了改进模型预测控制算法的有效性与优越性,保证了车辆的路径跟踪精度、行驶平稳性与安全性。     

基于系统辨识的自动驾驶控制算法开发及实车验证

为了实现对自动驾驶车辆更优的控制效果,文章首先研究了自动驾驶车辆的动力学模型,并运用系统辨识技术,设计实车试验完成对模型中关键参数轮胎侧偏刚度的辨识;接着设计了模型预测控制的具体算法;最后通过实车试验,在自动泊车场景中验证了算法的有效性,取得了良好的控制效果。     

新能源商用车平顺性计算平台开发

车辆平顺性是决定车辆底盘性能的重要性能指标之一,文章建立了七自由度车辆模型和路面激励模型,并以MATLAB为工具开发了车辆平顺性设计计算界面平台。以某型纯电动轻卡研发为例,运用该计算平台完成车辆平顺性指标优化设计,计算结果与实车试验数据对比,进一步验证了各模型和计算方法的有效性。该计算平台可为车辆底盘性能开发提供支持。     

近似模型方法在复杂结构优化设计问题中的应用

介绍近似模型方法应用于复杂结构优化设计问题时的基本流程,并详细介绍此种方法的关键步骤包括参数化建模的具体实施过程以及试验设计方法和样本数据拟合方法的合理选取等,从而为这种实用且高效的优化设计方法应用于解决复杂结构优化设计问题铺平道路。     

基于操纵稳定性的车辆悬架性能参数稳健设计方法

结合虚拟样机模型实例,介绍将Taguchi稳健优化设计方法应用于悬架参数设计,以提高车辆操纵稳定性能的稳健性方法.该方法只需要少量代表性的试验及简单的分析,即可得到可靠的设计结果.该结果可有效控制不可控因素对车辆操纵稳定性能的影响.     

车辆有线引导的计算机视觉系统

根据车辆自动引导系统在车辆工程中的应用及发展趋势，开展了用计算机视觉技术进行车辆有线引导的基础研究，描述了系统的基本组成及其主要功能，分析了影响视觉输入的各项基本因素。根据哈夫（Ｈｏｕｇｈ）变换的基本原理，设计了引导路线检测的算法，通过典型引导路线特征图象的试验分析，验证了算法对直线特征的检测性能、对复杂背景下直线检测的可靠性和对实际道路中的中心引导线检测的有效性。分析了控制模型中实用视觉系统检测     

基于多模型交互的复杂工况下车辆状态估计

为准确而实时地估计车辆状态参数,以利于车辆的稳定性控制,分别建立了基于线性轮胎模型和非线性轮胎模型的两种车辆模型,采用多模型交互(IMM)算法进行两种模型的切换以适应各种复杂路况,并将平方根容积卡尔曼滤波算法融合至IMM算法。考虑到车辆行驶过程中侧向加速度和路面附着系数对算法的影响,采用模糊算法对IMM算法中的模型转换概率进行实时修正,提高了模型切换速度和跟踪精度。Carsim-Matlab/simulink联合仿真和实车试验的结果表明,该算法车辆状态参数估计跟踪精度高,模型切换速度快,鲁棒性好。     

混动轻客燃油经济性的正交仿真优化

本文搭建了一种混合动力轻型客车模型并对其进行仿真。着重对于仿真结果中的蓄电池SOC变化以及发动机工作模式进行分析,并与原型车油耗进行对照。随后应用正交优化的方法探寻混动轻客燃油经济性的进一步优化:首先进行恰当的蓄电池门限值参数和发动机启动助力参数选取,并分析其相应水平;其次对正交表进行设计和构造,获得多次试验仿真结论;随后优化试验参数,将其结果与初始及试验设定进行对照分析。对于多变量复杂因果关系的混动系统,设计开发初始阶段即采用正交仿真优化对其各因素之间相互关系进行分析和匹配,是一种快速、高效的分析方法,极大地减少车辆开发周期以及降低成本。     

基于小波变换的线阵CCD车辆检测算法

传统的车辆视频检测算法都是基于带有复杂背景的面阵CCD图像,不利于对象分割和特征提取。线阵CCD图像的背景比较单一,且帧率远高于面阵CCD,可以实现高精度的车辆检测。提出基于小波变换的线阵CCD图像的车辆检测算法。试验结果证明该算法能有效降低光照和汽车阴影等因素造成的误检率。     

正交异性钢桥面铺装的力学分析

采用有限元方法分析正交异性板桥面铺装体系在车辆荷载作用下的力学响应规律,探求钢桥面铺装破坏的力学机理。比较各种工况的计算结果,确定了每种应力的最不利荷载位置。分析结果表明,钢桥面铺装在轮载作用下的应力最值均位于正交异性板的刚度突变位置,如最大纵向应力位于横隔板上方,最大横向应力及最大剪应力位于加劲肋腹板上方。研究结果可以为正交异性板优化设计及钢桥面铺装设计指标的确定提供理论依据。