基于RBF网络高速避让汽车操纵逆动力学研究

给出3自由度角输入避让转向驾驶员-汽车闭环模型,采用均匀设计方法安排汽车在高速下进行双移线避让试验,通过组合驾驶员模型中三个不同参数对闭环模型进行正解得到用于RBF网络的训练样本,建立汽车横摆角速度、侧向加速度及车身侧倾角与转向盘转角及角速度的映射关系。所建立的RBF网络能以汽车横摆角速度、侧向加速度及车身侧倾角共同识别转向盘转角及角速度,仿真结果表明该方法具有运算速度快、识别精度高等优点。     

左转圆曲线处避险车道流出角与引道设置

为了给设置于左转圆曲线处的避险车道流出角与引道长度设置提供参考,针对山区高速公路广泛采用的9.0 m宽制动床避险车道,考虑左转圆曲线半径和驶入速度的影响,进行了不同流出角度与引道长度的驾驶仿真试验研究。采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台,获取了不同场景下16名男性B照驾驶人由主线驶入紧急避险车道过程中的车辆运行特征数据。采用拟合回归的方法,分析了圆曲线半径和驶入速度对方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率的影响,建立了各指标与圆曲线半径的定量回归关系模型,并对比了主线为直线时的试验结果。采用二阶聚类的方法对不同圆曲线半径条件下的引道与流出角度的设置水平进行分类,获取了适宜设置避险车道的初步条件。根据车辆的行驶稳定性,确定了左转圆曲线处避险车道流出角与引道的设计标准。研究结果表明：左转圆曲线处避险车道的流出角受圆曲线半径的影响,引道长度受圆曲线半径与驶入速度的影响;主线半径1 000 m及以上,流出角0°~5°,引道为6 s设计行程,流出角5°~10°,引道为9 s设计行程;条件困难时,紧急避险车道可设置于半径600~1 000 m的曲线处,流出角0°~5°,引道为9 s设计行程,流出角5°~15°,引道为12 s设计行程。     

斜拉拱桥侧向稳定性分析

以湘潭市湘江四大桥为例,利用ANSYS软件建立了斜拉拱桥的三维空间有限元模型,分析了拱肋刚度、横撑刚度及设置位置和拱肋内倾角等因素对斜拉拱桥侧向稳定的影响,为斜拉拱桥的设计提供参考。     

轮胎动力学参数对车辆侧向动力学响应特性的影响分析

文章研究轮胎动力学参数对车辆侧向动力学响应的影响。以Adams/Car为软件平台建立了整车刚柔耦合动力学模型,并验证了所建立模型的准确性。基于该模型以定方向盘转角仿真工况为例,考察了轮胎垂向刚度、侧向刚度及外倾角等参数对横摆角速度、车身侧倾角等侧向动力学响应的影响,为轮胎动力学参数匹配提供一定的参考。     

非满载液罐半挂汽车列车侧向耦合动力学模型

为方便液罐半挂汽车列车（Tractor Semi-trailer Tank Vehicle,TSTTV）罐-车整体的优化设计匹配,综合提高整车的侧倾稳定性、侧向动力学稳定性及操纵特性,基于Lagrange方法和椭圆规摆等效机械液体晃动模型建立TSTTV的整车侧向耦合动力学模型,其典型特征是实现罐内液体侧向晃动与车辆横摆运动、侧向运动、悬挂质量的侧倾运动及非线性侧向轮胎力的集成一体化建模,贯通液体晃动动力学与车辆侧向动力学稳定性之间的联系。通过开环正弦停滞转向输入操作响应对所建立的模型进行分析评价,考察车辆横摆角速度、质心侧偏角、侧倾角、侧向载荷转移率及液体晃动角等状态量在2种充液比（F_L=40%,80%）及2种罐体椭圆率（Δ=1.0,1.3）下的响应。研究结果表明：所建立的TSTTV模型可以实现液体侧向晃动作用下的车辆侧向耦合动力学仿真分析,能够反映充液比、罐体截面椭圆率等运输条件和罐体几何参数对整车侧倾稳定性、侧向动力学稳定性及操纵特性的影响;基于该模型可以针对液体介质、充液比及道路环境等运输条件因素的影响,研究以提高整车侧向动力学稳定性为目标的TSTTV灌-车整体的优化设计匹配问题,这对提升液罐车的设计性能、提高行驶的安全性和运输效率具有重要意义。     

飞机滑行转弯对沥青道面作用的侧向力分析

应用动力学原理,建立了飞机滑行转弯时的动力学方程,研究了飞机在沥青混凝土道面上滑行转弯对道面产生的侧向力。结果表明,影响飞机转弯侧向力的主要因素为转弯速度、前轮操纵角和前轮操纵角速率。侧向力是飞机滑行转弯时引起道面产生破坏的主要原因。     

前碰撞中髋关节姿态对乘员骨盆骨折影响的数值研究

本文旨在建立一种在汽车前碰撞中乘员骨盆损伤评价的虚拟试验方法,以便为乘员安全设计提供相关的生物力学参数。基于LS-DYNA和某一50百分位美国男性下肢解剖学结构信息,建立了一个较为精细的乘员下肢有限元模型,并通过骨盆侧向冲击和膝-大腿-髋部的膝部轴向冲击模拟试验验证了模型的有效性。对该模型进行了虚拟试验,以研究不同屈曲角和外展角的髋关节姿态对骨盆在前碰撞的失效值的影响。结果表明:由于髋臼壁各受力点强度的不同,膝部轴向冲击下的骨盆损伤部位和失效值也随着髋关节姿态的改变而变化。随着髋关节屈曲角和外展角的增大,骨盆损伤部位由髂骨转移到髋臼;骨盆失效值随屈曲角的增加而增大;而随外展角的增加先增大后减小。研究结果为汽车前碰撞安全设计中的乘员骨盆损伤评价提供了参考依据。     

高速公路沥青混凝土路面养护短期效用模型评价指标研究

公路的预防性养护中,养护时机的选择至关重要。养护短期效用模型的建立为养护时机和养护策略的选择提供了新思路。该模型旨在建立各种预养护措施在不同类型道路、不同交通状况路段、不同养护时间的效用数据库,其建立要基于大量相关的路况调查数据。我国现阶段高速公路沥青混凝土路面使用性能评价指数采用PQI,其包含4项指标:PCI、SSI、RQI、SFC,在效用模型建立过程当中若按此进行路况性能的评价,数据采集势必存在规模大、间隔周期短、每次延续时间长等问题。基于此,尝试提出采用以平整度IRI表征的RQI作为高速公路沥青混凝土路面路况评价的单一指标,以简化数据的采集过程,保证调查数据的时效性。最后用灰关联法验证了其可行性。     

高速列车几何曲线通过能力计算

提出一种分析高速列车几何曲线通过能力的动态计算方法,考虑了车辆的初始偏移量。给出了综合路况分析模型,可以统一考虑车辆在多种线路条件下的曲线通过能力。采用有限节点法和局部搜索技术开发了高速列车的几何曲线通过能力模拟程序。该程序可以在考虑车辆初始偏移量的情况下,模拟车辆通过定圆曲线、曲-直线、反向曲线以及包含缓和曲线的任意曲线时,车钩摆角、横向偏移量、车间距等物理参量随运行距离的动态变化规律。针对某型高速列车,分析了车辆在三种不同曲线路况下,车钩摆角及车体夹角在整个线路下的动态变化规律。最后分析了反向曲线中直线段长度对最大车钩摆角的影响。     

基于K&C与轮胎特性的不足转向特性研究

前、后轴车轮平面运动和弹性转向角与轮胎侧偏角的不同导致车辆产生不足转向。提出了适用于低侧向加速度段的不足转向梯度计算方法,并阐述了不足转向梯度在高侧向加速度段存在非线性的原因。在经过校核的某轿车多体模型中建立用户自定义变量,采用仿真值与理论值对比验证了低侧向加速度段的不足转向梯度计算方法精度较高。仿真结果表明,对于高侧向加速度段的不足转向梯度非线性原因解释正确。     

基于因子分析与熵值法的不同隧道侧向宽度下驾驶负荷模型

为探究隧道侧向宽度对驾驶心理及行为的影响机理，采用眼动仪、CAN-OBD测速仪等设备在滨莱高速试验场开展不同侧向宽度场景实车试验，获取30名男性驾驶人在不同侧向宽度场景下生心理及驾驶行为数据；以心率均值、车速差、速度标准差、平均注视持续时间和注视时间标准差为关键变量，建立基于因子分析与熵值法的驾驶负荷量化模型，量化评价不同侧向宽度下驾驶负荷变化规律；基于K-means聚类算法确定不同等级驾驶负荷阈值，结合ROC曲线的分类判别和最大约登指数值，提出隧道侧向宽度临界阈值计算方法。研究结果表明：当设计速度为120 km·h^-1时，采用较大的隧道侧向宽度不仅有利于提高运行车速，同时可减小驾驶负荷；相较于左、右侧侧向宽度分别为0.75 m和1.25 m的标准断面设计尺寸，隧道左、右侧侧向宽度增加至1.00 m和1.50 m时，小型车和大型车驾驶人运行车速分别提升4.5%和3.6%,驾驶负荷分别减小31%和29%;不同侧向宽度下驾驶负荷低、中、高3个等级对应的阈值为0.23和0.42,隧道左侧最佳侧向宽度阈值为0.75～1.00 m,右侧最佳侧向宽度阈值为1.25～1.50 ...     

汽车操纵稳定性的中间位置转向试验

操纵稳定性中间位置转向试验最初是由美国德尔福公司制定的，是汽车在高速行驶条件下操纵性和稳定性的重要评价方法。通过试验的原始数据可以绘制出转向盘转角与侧向加速度、转向盘力矩与侧向加速度、转向盘力矩与转向盘转角等多条特性曲线，以作为不同的评价指标。以CAll41载货汽车作为实例分析，发现该车转向干摩擦偏大，转向刚度偏低，高速行驶时的非线性路感不够理想。     

佛山平胜自锚式悬索桥车桥系统振动分析

提出了基于ANSYS正则振型的汽车、自锚式悬索桥空间振动的有限单元模型,以佛山平胜大桥车桥系统振动为研究对象,运用自编程序计算了不同车辆数目、车辆间距、不同路况以及不同车速时车流通过桥梁时车桥动力响应及冲击系数,所得结果可供自锚式悬索桥设计参考。     

自锚式悬索桥车桥振动分析

提出了基于ANSYS正则振型的汽车、自锚式悬索桥空间振动的有限单元模型,以佛山平胜大桥车桥系统振动为研究对象,运用自编程序计算了不同车辆数目、车辆间距、不同路况以及不同车速时车流通过桥梁时车桥动力响应及冲击系数,所得结果可供自锚式悬索桥设计参考。     

越野汽车机动性评价中车速的确定

为评价越野车辆的机动性能,研究了在不同路面状况下车速的计算方法.通过分析不同典型路况下车辆行驶时的受力特征,建立了包括车辆结构和路面状况参数的车辆速度计算模型,进行了计算和相应的试验.结果表明,在各种路况下的计算值都与试验值保持良好的一致性,说明应用建立的模型能较准确地反映汽车的行驶速度,为评价车辆的机动性能提供依据.     

基于闭环仿真试验的路面条件对行车安全影响分析

路面条件对行车安全影响很大,利用多体动力学仿真软件ADAMS/Car与ADAMS/Solve,建立了车辆模型、道路模型、驾驶员模型以及人-车-路耦合模型,通过改变路面摩擦因数,分别模拟了晴天、雨天、雪天和结冰等状况下的路面条件,进行了闭环仿真试验,得到了车辆模型的侧向位移、航向角以及轮胎侧向反力的响应输出,分析研究了不同路面条件对行车安全的影响。计算结果表明:随着路面条件的变差即路面摩擦因数的减小,驾驶员操纵方向盘的转动角速度突变增加;在结冰路面摩擦因数为0.18时,左右后轮侧向力均趋向于0,会导致车辆绕前轮旋转,甚至失去控制,发生事故。     

基于离散梁模型的麦弗逊悬架减振器侧向力分析

本文以某A级车前悬架为例,建立了麦弗逊悬架多体动力学模型。在分析由于结构特点引起的减振器侧向力基础上,结合Adams宏命令建立了离散梁的C型螺旋弹簧模型。讨论了C型弹簧在不同曲率的中心线下的侧向力效果,并进行了仿真分析。对麦弗逊悬架减振器侧向力优化具有重要的意义。     

三点预瞄的智能控制补偿驾驶员模型

为适应不同驾驶员的预瞄风格和推理决策能力,提出了一种基于三点预瞄的智能控制补偿驾驶员模型,根据预瞄前方远、中、近3个点的坐标值对目标路径的位置关系进行判断,结合当前车速建立了预瞄距离自适应的经验指数模型,提出了以车速、航向角、中点侧向误差为输入,转向盘转角为输出的模糊智能控制驾驶员模型,并对转向角进行补偿校正。仿真结果表明:该模型能够合理地判断目标路径的位置关系,适应预瞄距离的动态调节机理;在不增加失稳风险的条件下,有补偿模型较未补偿校正模型的路径跟踪精度更高。     

复杂水文地质条件下水上倾斜桩基施工平台结构设计

结合岱山港鱼山取水口桩基施工平台设计,介绍了在复杂水文地质条件下,采用钢护筒及钢管桩组合的支撑体系搭建水上桩基施工平台,由于多数桩基入土较浅且多为斜桩,侧向刚度较弱,无法抵抗台风期的风-浪-流等水平荷载,该文介绍了所采取的几项措施提高平台整体侧向稳定性：(1)通过重点在浅覆土的桩基处抛填碎石,改善桩基边界条件;(2)优先选择平台四周角部及入土较浅的桩基进行混凝土灌注桩施工。有效解决了由于地势起伏大、水文及地层条件复杂以及桩基倾斜方向不一造成平台侧向稳定性不足的设计难题,可为类似工程的设计提供参考。     

基于废气重吸策略的柴油机IEGR排气副凸轮仿真设计

本文中以某6缸增压柴油机为对象,对驱使排气门二次开启的排气副凸轮进行仿真设计,以实现基于废气重吸策略的柴油机内部废气再循环.首先建立目标机型的GT-Power仿真模型,对排气管内压力波进行仿真,确定排气门再次开启的时刻和持续时间等凸轮设计的边界条件;在此基础上设计了不同升程、持续角的10种凸轮型线,通过仿真寻找出凸轮相位、持续角和升程等设计参数对柴油机动力经济性能和EGR率的影响规律;最终给出排气副凸轮相位、升程和持续角等参数的合理选择范围.