基于群体遗传进化机制的产品族设计

为快速响应细分市场中客户的个性化需求,运用生物进化理论建立了产品族进化设计过程模型.在定义产品基因、产品等位基因概念的基础上,建立了4层结构体系的新产品族遗传结构.通过定量分析市场客户需求和产品生产效率,构建了产品族在市场环境中的客户需求维度适应度模型和在设计制造环境中的生产效率维度适应度模型,并提出了支持整个产品族进化的多方向进化演变算法.以轿车产品族设计为例的产品族进化演变过程模拟结果表明:产品族经过20代进化后,最终形成了分别满足小型、紧凑型及中型轿车3个细分市场需求且具有较高生产效率的最优产品族,本文提出的产品族进化设计方法能有效地满足细分市场中客户的个性化需求.     

转向架轴箱钢弹簧端部结构 对使用性能的影响分析

以某动车组转向架轴箱钢弹簧断裂故障调查处理为例,通过模拟仿真及台架试验发现,该钢弹簧采用碾尖制造工艺,减小支撑圈数,以及优化钢弹簧组下端绝缘垫刚度,在相同的载荷工况下,极大地改善了钢弹簧的受力状态,有效降低了钢弹簧的应力水平.同时提出了机车车辆转向架轴箱钢弹簧设计时应考虑校核的内容,并建议转向架轴箱钢弹簧在疲劳试验时应考虑的载荷工况.     

快速与重载车辆轮轴铁道车辆车轴强度设计方法

阐明了《铁道车辆车轴强度设计方法》的适用范围;提出《铁道车辆车轴强度设计方法》中车轴强度计算的载荷工况、许用应力,介绍了载荷工况和许用应力的确定方法;提出了车轴截面应力计算方法和3种材料的许用应力。（本文有删节）     

基于模糊理论的车辆变刚度弹簧组可靠性优化设计

为提高变刚度弹簧组的设计质量,在传统优化设计方法的基础上,应用模糊设计理论和可靠性设计理论,建立了当弹簧应力和强度分别为随机变量和模糊变量时,综合考虑静强度、疲劳强度、稳定性、质量等因素的变刚度弹簧组的模糊可靠性优化设计模型.以货车某新型变刚度弹簧组为研究对象,利用建立的模型对其进行了优化设计分析,计算结果显示,空重车静挠度分别比原设计方案提高了5.4和3.2 mm,同时还使其总质量降低了约15.8%,表明所建立的模糊可靠性优化设计模型能满足设计要求.      

基于球面方向余弦族投影的车辆结构疲劳参量求解方法

传统投影法事先假定最大主应力为最大拉伸应力, 且投影过程未考虑主应力拉压特征, 为改进上述不足, 提出了一种基于球面方向余弦族投影的车辆结构疲劳参量求解方法。构建了结构节点的方向余弦, 搜索多工况下最大拉伸应力的方向。在疲劳最大应力和最小应力的求解过程中, 始终保留主应力方向, 确保其在投影后仍具备原有的拉压特性。以车辆三轴转向架焊接构架和轴箱体为例, 分别采用传统投影法和提出的求解方法分析其疲劳强度。分析结果表明: 对于焊接构架, 提出的方法确定的节点254570最大拉伸应力较传统投影法高19.4%, 2种方法得到的最小应力在27.8%的节点存在较大差异, 一些节点最小应力甚至与提出方法的结果正负相悖; 比较经修正的等效应力幅值, 传统投影法在12%的节点上的计算结果较提出方法的结果低至少1 MPa, 个别节点的等效应力甚至低34.73%, 依此进行疲劳强度评定可能导致结论偏于危险; 对于轴箱体, 传统投影法得到的对称循环应力幅值可能偏离实际, 某些节点的值甚至较提出的方法低45.32%或高51.23%, 导致疲劳分析偏于危险或过于保守。可见, 提出的方法确定了最大拉应力所在方向, 考虑了主应力拉压特性, 比传统投影法更为合理, 用于疲劳分析更加可信。     

针对地铁车辆轴箱轴承寿命的二维计算方法

地铁车辆的载荷线路工况复杂多变,而传统轴箱轴承计算方法在计算轴承寿命时仅以定值载荷描述车辆的载荷工况,采用单一的冲击载荷系数修正车辆运行线路工况对轴承寿命的影响,无法反映出轴承使用工况的复杂性,导致计算出的轴承寿命与实际偏差较大。为此,提出了基于车辆载荷工况和线路工况的二维寿命计算方法,将轴承寿命表达为载荷和线路工况及其相应概率的函数,从而确保所得的轴承寿命值与实际值更加接近。根据某地铁线路实际运行工况,利用二维寿命计算方法计算出轴承疲劳寿命为1.596 Mkm,而相比采用传统轴承寿命计算方法计算出轴承疲劳寿命为3.652 Mkm,前者比后者下降了56.3%。     

空气弹簧模型对铁道车辆动力学性能的影响

建立了空气弹簧等效模型、线性模型与非线性模型,分析了3种模型对车辆直线平稳性和曲线通过安全性的影响.研究结果表明:在计算车辆直线垂向平稳性时,空气弹簧等效模型计算精度较差,而空气弹簧线性模型和非线性模型计算精度较高;由于空气弹簧线性模型比非线性模型简单,建议在计算直线垂向平稳性时优先采用空气弹簧线性模型;在计算车辆曲线通过安全性时,空气弹簧非线性模型能反映空气弹簧的充排气特性,计算精度较高;由于模型自身的局限性,空气弹簧线性模型和等效模型无法反映空气弹簧的充排气特性,计算精度较差,因此,建议在计算曲线通过安全性时采用空气弹簧非线性模型.     

快速公交系统中途站点优化设计方法研究

快速公交(BRT)站点是整个系统的瓶颈,决定了BRT的运营能力.因此,BRT站点设计是系统设计的重要组成部分.结合我国城市交通的实际特征,以实现出行者、营运单位、城市交通系统三赢为目标,分析了BRT站点的车辆停靠功能和乘客服务功能,对BRT站点的长度和宽度进行了量化计算,总结了BRT站点换乘衔接设计要素以及行人过街设施设计要求,从而达到为乘客提供高品质客运服务的目的.     

铁道车辆转向架构架可拓变型设计方法研究

在传统的铁道车辆转向架构架设计领域,构架变型设计时的变化不仅体现在结构尺寸上,其拓扑结构也随之发生变化.基于可拓思想,建立构架的可拓模型,提出一种基于可拓模型的构架变型设计方法.首先描述构架的物元和关系元模型,建立其可拓模型,并以有序三元组形式表达构架模块数据,通过可拓变换方法对构架进行变型设计.以某型车转向架构架的变型设计为例验证了方法的可行性.     

类菱形车前悬架扭杆弹簧的设计与选用

根据类菱形车的特殊布局,设计并确定前悬架扭杆弹簧的结构和几何尺寸,并根据其等效模型利用ANSYS软件对类菱形车前悬架扭杆弹簧进行强度分析,由仿真结果对其进行强度校核,从而可验证前悬架扭杆弹簧设计的合理性.     

正交法及其在汽车离合器膜片弹簧设计中的应用

介绍正交法的概念、正交试验设计的基本原理,并将此法用于汽车离合器膜片弹簧的设计。通过实例证明,正交法设计所得的结果明显优于利用传统经验公式设计所得的结果。     

动车组车体快速设计系统研究与优化

对动车组车体快速设计系统的模型参数化、程序设计及实现进行研究.采用基于骨架自顶向下、模块化、参数化及Pro/Program的设计方法创建车体参数化模型,借助Pro/Toolkit二次开发工具及Visual Studio开发环境,完成车体快速设计系统的开发和系统优化.指出系统程序优化的重点主要在于车窗车门部分快速设计的程序实现,并提出基于代码调整和算法结构两个层级的优化策略,代码调整方法通过调用自定义函数的方法来优化车窗车门程序,算法结构方法从程序逻辑结构的角度对车门程序进行了优化.最后对比分析了两种方法的优缺点,确定在动车组车体快速设计系统程序设计过程中采用函数调用的方法更加合适.     

类菱形车前悬架扭杆弹簧的设计与选用

根据类菱形车的特殊布局,设计并确定前悬架扭杆弹簧的结构和几何尺寸,并根据其等效模型利用ANSYS软件对类菱形车前悬架扭杆弹簧进行强度分析,由仿真结果对其进行强度校核,从而可验证前悬架扭杆弹簧设计的合理性。     

模块化产品族中模块和零部件通用性分析方法

针对产品族中模块或零部件有效的分类管理和创新对象选择的问题,提出了一种基于模块化产品族结构树的模块或零部件通用性分析方法.在模块化产品族层次结构模型的基础上,细化了模块化产品族中产品的结构层次表达.考虑零部件和模块的重用数、成本、产品品种和批量,以及尺寸形状、材料、加工装配工艺等影响因素,分别在产品族模块层和零部件层上提出了单个元件的通用性计算方法,并将零部件按自制件和采购件分别进行通用性计算.然后基于PARETO法则和元件通用程度,确定模块和零部件的类型.最后给出了用某企业轮装驱动桥产品族通用化程度的算例.     

基于DFSS商用车卧铺系统隔热性能优化设计

运用DFSS流程优化了卧铺系统原设计方案,综合对比分析得出最优的9种方案。通过参数设计方法深入研究了卧铺系统隔热性与隔热因子之间的关系。台架试验和实车试验结果表明:改进方案不仅显著改善了卧铺系统隔热性差的问题,而且降低了系统30%的重量。     

干线公路快速化路线总体设计研讨

随着城市规模不断扩大,城市周边干线公路日益面临着城镇化干扰的问题,人流、车流量迅速增加,造成了部分路段交通拥堵、事故频发。如何将干线公路进行快速化改造,成为一个迫切需要解决的课题,该文从设计的总体思路、横断面设计、平纵面设计、设计车速等方面对干线公路快速化设计进行探讨。     

机械产品可迭代虚拟设计框架研究

可重用的产品设计全生命周期,是一个迭代上升的设计过程。本文在分析机械产品虚拟设计定性与定量相结合、串行与并行相结合、面向绿色制造的设计等主要特征的基础上,构造了一个包含反求工程与数字化建模、物理原型、物理测试等环节在内的机械产品虚拟设计可迭代框架,并以鼠标外模的虚拟设计过程为例对这一框架进行了详细说明。