汽车背门连接界面等效刚度辨识研究

结合仿真、试验及集成优化技术,提出一种背门连接界面等效刚度的辨识方法。建立背门有限元模型,并对背门连接界面参数进行等效;分别对背门模态进行仿真分析和试验测试,并揭示引起仿真与试验结果差异的原因;通过集成优化技术对连接界面等效刚度进行多目标优化,使背门模态仿真值与试验值相一致。分析结果表明,背门连接界面等效刚度赋值存在偏差,经过参数优化得到合理的赋值,有效提升了仿真分析与试验测试结果的一致性,实现背门连接界面等效刚度从经验赋值提升到基于仿真和测试相结合的精确赋值。     

基于计算流体力学的大型质子交换膜燃料电池电堆歧管尺寸优化分析

为了提高大型质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆的配气均匀性，基于单电池模拟结果建立了由300片多孔介质堆栈组成的电堆模型，利用计算流体力学（CFD）技术研究了歧管宽度对大型电堆内压强降及反应物浓度的影响。结果表明：增大进气歧管宽度会使电堆内压强降和反应物浓度均匀性略微变差；相对于进气歧管，排气歧管尺寸对电堆性能影响更大；阳极侧，压强降和反应物浓度的均匀性与排气歧管宽度成正比。     

动力总成悬置系统防扭拉杆等效刚度的计算与应用

建立了防扭拉杆在动力总成悬置系统固有频率计算中的模型,推导了其等效刚度的计算公式.该防扭拉杆静刚度的公式计算值、有限元计算值和实测值的对比验证了所推导计算公式的正确性.以一具有防扭拉杆的汽车动力总成悬置系统为例,利用ADAMS软件和所计算出的防扭拉杆等效刚度对其固有频率进行了计算.计算结果和与试验结果的对比验证了本文防扭拉杆模型的正确性.     

车用燃料电池发动机模型搭建及仿真研究

利用AMESim搭建质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机单电池和电堆瞬态仿真模型,同时利用某80 kW质子交换膜燃料电池电堆试验数据验证了该仿真模型的正确性,为燃料电池的仿真及预测分析提供了一种新的工具.通过此模型研究了燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度等对电堆性能的影响,同时也预测了阳极侧杂质气体含量对电堆性能的影响.     

面向垂直刚度的轻型车后门性能设计

车门垂直刚度是车门各项性能中最重要的指标。针对某轻型车后门总成设计,通过试验与力学模型计算相结合的方法,分析对标车车门及铰链垂直刚度。基于行业标准及有限元仿真分析,进行某轻型车后门铰链、铰链加强板、后门钣金结构的优化设计,同时提出了车门结构设计与优化的方法,并通过台架试验进行了验证。试验结果表明,后门总成垂直刚度明显提高,满足设计要求。     

基于碰撞性能的车身刚度链设计方法

本文中综合考虑车身动态与静态刚度和正面碰撞安全性,提出了一种车身正向概念设计方法。首先,根据车身A级面和整体布置,建立了车身简化几何模型,确定了19个车身主断面,并基于梁单元理论和传递矩阵法建立车身刚度链数学模型。接着,采用碰撞经验公式设计矩形前纵梁,以等效静态载荷模拟车身正面碰撞动态加载,并提出了基于等效静态加载条件下的车身变形要求。然后,以车身质量最轻为目标,车身静态刚度、1阶模态和碰撞变形为约束,采用遗传算法优化车身各梁单元主断面参数。最后对某一近似标杆车进行有限元仿真,计算其车身静刚度与模态,与本文中的刚度链方法计算结果进行对比,验证了该方法的可行性。     

水冷PEMFC热管理系统建模和控制

为了维持质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)工作在合理的温度区间,文章首先建立了PEMFC热管理系统的电堆温度模型和电堆冷却回路模型,然后建立了PEMFC本体模型,并进行了本体模型的验证,采用基于Bang-Bang控制的热管理控制策略,并进行了离线仿真和快速控制原型试验。结果表明:在不同的电流负载变化的情况下,电堆能够很好地保持在目标温度(70±1)℃,散热器冷却水温度保持在目标温度(70±2)℃,达到了预期的控制效果。     

矩形空心墩等效塑性铰模型

为准确计算矩形空心墩变形能力,基于弯曲、剪切和纵筋滑移三分量变形模型分析影响有效刚度和等效塑性铰长度的主要因素。通过考虑剪切变形的贡献引入空心率的影响,确定计算有效刚度和等效塑性铰长度的公式形式。通过对48根发生弯曲破坏的矩形空心墩拟静力试验结果进行回归分析,分别标定出有效刚度和等效塑性铰长度计算公式中的参数。利用基于建议公式的等效塑性铰模型计算矩形空心墩荷载-位移骨架曲线,并与另外3根试件的试验结果进行比较。基于48根矩形空心墩拟静力试验结果,对各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式进行评估。研究结果表明：矩形空心墩有效刚度随轴压比、纵筋率和剪跨比的增大而增大,随d_bf_y/（L·f_c）和空心率的增大而减小;等效塑性铰长度随墩高、截面高度、纵筋率、空心率及d_bf_y/f_c的增大而增大;利用基于建议公式的等效塑性铰模型得到的矩形空心墩荷载-位移骨架曲线与试验结果吻合较好;各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式对矩形空心墩试验结果的估计均偏于不安全,建议公式具有更高的精度和更小的离散性。     

影响高速公路路面结构应力分布的因素分析

在室内对路面各层和路基材料进行试验,以获得力学计算参数;考虑公路超载情况,利用有限元软件,对高速公路路面结构进行建模计算;并进行分析影响路面结构应力大小和分布的因素（主要包括路基刚度、层间连结状态）,为高速公路路面结构设计和施工应用提供理论依据和指导经验。     

某越野军车悬置元件设计与试验验证

以某越野军车橡胶悬置元件的三向刚度为设计内容,先使用经验公式,计算出符合产品所要求的三向刚度的橡胶体的基本尺寸,用有限元分析软件ABAQUS对初步设计出来的橡胶体的三向刚度进行仿真计算,最后对生产出来的悬置元件在MTS弹性体试验台上进行试验验证,证实了经验公式和有限元分析计算的正确性,对于缩短产品生产周期具有重要的指导意义。     

地震荷载作用下桥梁碰撞的简化线性计算方法

地震荷载作用下，桥梁伸缩缝处的碰撞反应为一个复杂的非线性问题，提出了一种简化的线性计算方法（等效能量阻尼法），从随机理论的角度推导出简化计算公式。并对一座实桥进行非线性有限元分析，探讨了此公式的准确性和实用性。     

轿车扭杆式半独立后悬架动力学仿真和试验研究

结合轿车扭杆式后桥的等效刚度力学模型、后悬架非对称橡胶衬套的变形耦合特性以及减振器、螺旋弹簧的力学模型,建立轿车扭杆式半独立后悬架的等效动力学模型。对模型进行仿真分析和试验研究,通过对比表明仿真和试验的结果具有较高的一致性。     

基于FEA的差速器啮合套设计参数优化

基于重型汽车差速器啮合套故障分析,利用CREO建立啮合套三维模型,采用了增加局部结构刚度和啮合齿鼓形修形两种方法改善齿面接触应力。采用Hypermesh构造有限元网格,并对两种改进设计方案进行有限元对比分析,计算等效应力,通过对仿真结果进行比较,评价改进方案,为差速锁结构设计提供理论参考。     

浅置基础地基等效水平刚度研究

采用弹性力学中三维弹性半空间内作用水平集中荷载时的任意位置位移和应力解析解,对浅置基础(不考虑桩基与土的相互作用)下的地基等效水平刚度进行探讨。根据三维弹性半空间内作用水平向集中荷载时的任意位置位移和应力解析解及基础底面作用力分布形式,分别给出了三种不同类型圆形基础底面作用力分布形式下的地基水平向等效刚度;针对常见的矩形基础,给出了基于圆形基础底面下地基水平等效刚度的修正公式;讨论了常见水平层状地基中的地基水平向等效刚度修正方法,给出了水平层状地基中的地基水平向等效刚度的解析形式。对地基水平等效刚度解析形式的分析,可为求解考虑土-结构相互作用时的结构动力响应分析提供地基刚度特性。     

基于等效弹性支承刚度确定梁拱组合体系桥梁吊杆力

连续梁拱组合式桥梁是一种多次超静定的组合体系结构,受力复杂,其吊杆力的确定对成桥的合理力学状态至关重要。本文提出了基于等效弹性支承刚度和控制截面应力相结合确定吊杆力的方法,并以某刚梁柔拱形式的梁拱组合桥梁主桥为依托,建立有限元数值模型,根据弹性支承刚度与位移的关系确定初步的吊杆力;然后以吊杆力大小的方差最小为目标函数,同时满足主梁截面的应力控制条件,运用数据分析软件MATLAB进行吊杆力的二次拟合优化,优化后的吊杆力总体上趋于平均,确保了桥梁受力合理性;最后分析在该吊杆力作用下依托工程的结构受力特点,计算表明该桥主梁截面应力都满足规范要求,并且有一定的安全储备。     

RC桥墩加载刚度退化及等效阻尼比试验

为揭示钢筋混凝土实心墩和空心墩的刚度退化规律及等效阻尼比,以剪跨比、配箍率和配筋率为设计参数,开展了7个方形实心墩和7个方形空心墩的低周往复加载试验。基于拟静力试验结果,探讨不同设计参数对实心和空心墩的滞回耗能及刚度退化的影响,建立了等效阻尼比与位移延性系数之间的关系,给出方形墩等效阻尼比的统一计算模型。通过文献中8组试验结果评估既有等效阻尼比公式,并验证所提出模型的适用性。研究结果表明：剪跨比对滞回耗能的影响不显著,而增加配筋率则可提高构件耗能能力;剪跨比对刚度退化的影响较配筋率和配箍率大,剪跨比越小的试件刚度退化越快;位移延性系数μ<3时,刚度退化系数随位移延性系数的增加呈指数下降,位移延性系数μ ≥ 3时刚度退化系数随位移延性系数的增加呈线性下降;等效屈服前等效阻尼比与刚度退化系数呈线性关系,等效屈服后等效阻尼比与刚度退化系数呈指数关系。既有等效阻尼比公式中,Priestley、程光煜和张艳青等所提公式的计算结果与试验值较为接近;较既有公式,所建议公式的计算值与试验值更为接近,适用于估算方形实心和空心墩的等效阻尼比。     

基于单/双点线性化的质子交换膜燃料电池发动机温度预测控制研究

在已有的45 k W级质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)发动机模型的基础上,将电堆冷却液旁通阀开度、大循环旁通阀开度、水泵转速、风扇开度设定为操控变量,电堆温度设定为输出量,分别设计了单点线性化全工况预测控制(Model Predictive Control,MPC)控制器和两点线性化双MPC控制器,对PEMFC发动机电堆温度进行控制和分析。在相同的仿真环境条件下,分别运行两种控制算法进行仿真运算,并对其结果进行对比分析。仿真试验结果表明,两点线性化双MPC控制的控制效果优于单点线性化全工况MPC控制。     

车用燃料电池电堆关键技术研究现状

"双碳"政策大大推动了氢能的发展,而燃料电池作为氢能利用的最佳方式,迎来了新一轮的研究与产业热潮,尤其是商业化较为成熟的车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)引发了众多关注.膜电极(MEA)和双极板(BPP)是PEMFC电堆的两大核心部件,决定了电堆的性能和成本.水热管理和低温启动技术对于电堆性能的实现和实际应用的推广也...     

PEMFC汽车模型仿真分析与电压控制方法研究

以质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车为研究对象，搭建PEMFC半经验半机理模型，得到了输出电压、功率和效率与电流密度之间的定性关系，为PEMFC汽车输出电压控制策略提供了合理的仿真平台。基于PEMFC电堆的动态电压模型，设计了一套适用于PEMFC汽车输出电压控制的模糊PID控制策略，能在负载电流突变时保证PEMFC输出电压快速准确地稳定在期望值。     

基于装配力的车用燃料电池气体扩散层内部传质研究

建立二维固体力学模型以及三维、稳态、恒温单通道直流道质子交换膜燃料电池（PEMFC）模型,在研究装配力引起的气体扩散层（GDL）受力变形的基础上,充分研究GDL局部应变造成的孔隙率、电导率、渗透率以及扩散系数的分层分布现象,并将各系数的分布情况代入单体PEMFC模型中以探究装配力对GDL传质的影响。研究结果表明：装配力会通过引起GDL的局部应变从而改变其孔隙率、渗透率、电导率以及扩散系数,进而影响GDL中的水气传输以及电极内部的电流密度的分布,最终使得PEMFC的性能得以提高。