基于多维平行六面体模型的动力总成悬置系统固有特性分析

工程实际中,汽车动力总成悬置系统不可避免地存在着一定的参数不确定性,且不确定参数间往往同时存在一定的相关性与独立性。本文中引入多维平行六面体模型处理系统参数相关性和独立性并存的情形,结合蒙特卡洛法提出了一种悬置系统固有特性的不确定性分析方法,并给出了方法的分析步骤。对某悬置系统的数值分析结果表明:该方法能有效处理系统不确定参数的相关性和独立性,与未考虑参数相关性的区间方法相比,该方法能获得更为合理的固有频率和解耦率区间范围;对于给定的研究模型,其左右悬置点的刚度相关性对系统固有特性的影响比较明显,在设计和研究过程中应给予重点关注。     

基于概率模型和数据驱动的动力总成悬置系统可靠性优化

针对电动汽车动力总成悬置系统（PMS）一部分参数为概率变量,一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,开展了基于概率模型和数据驱动的电动汽车PMS可靠性优化设计研究。首先,基于任意多项式混沌（APC）展开和广义最大熵原理推导了一种求解该复杂不确定情形下PMS响应不确定性和可靠性的高效方法;然后,基于蒙特卡洛抽样,给出了该复杂不确定情形下求解PMS响应不确定性和可靠性的参考方法;接着,提出了一种基于APC展开法的灵敏度分析方法,进一步提出了一种考虑响应不确定性和可靠性的PMS优化设计方法;最后,通过应用算例验证方法的有效性,并对系统进行了灵敏度分析和可靠性优化。结果表明,所提出的方法可有效地处理电动汽车PMS一部分参数为概率变量、一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,并能可靠地优化该情形下的系统固有特性,且方法具有较高的计算精度和计算效率。     

汽车碰撞事故再现估算速度的不确定度分析

不确定度分析是一种考察人试验测量输入值得到计算结果输出之间不确定度传播的数学方法。本文中将不确定度分析方法引入汽车碰撞事故再现的模型算法中，推算碰撞前速度的不确定度，给出了在汽车正面斜碰撞事故再现中的一个应用实例。通过对计算结果的分析，初步得到了不确定度的传播规律，并指出了相关问题和发展方向。     

考虑参数不确定性的驱动电机振动特性分析

针对电动车驱动电机中参数存在不确定性的复杂情形，提出了一种考虑参数混合不确定性的驱动电机振动特性分析方法。首先基于神经网络代理模型建立驱动电机的径向电磁力、转矩波动和齿槽转矩的响应模型；然后，采用混合不确定模型描述驱动电机的不确定参数，将信息充足的参数描述为随机变量而信息匮乏的参数描述为区间变量；接着，结合泰勒级数展开和中心差分法，推导了一种求解驱动电机振动特性混合不确定响应的泰勒级数展开-中心差分法（Taylor series expansion-central difference method, TSE-CDM）；最后，为验证TSE-CDM的有效性，给出了一种蒙特卡洛法作为参考方法。对某驱动电机振动特性的算例分析表明：基于2D有限元模型和神经网络模型计算驱动电机振动特性，具有较高的计算精度和效率；TSE-CDM能够有效地求解驱动电机振动特性的混合不确定响应。     

基于不确定度评定方法的动力电池数据模型可靠性量化分析方法的研究

模型建立中可使用各种非线性模型对过程进行描述,如果模型能够描述模型预测值的不确定性,这一信息将是评价模型或者判断评估结果的重要工具。参考计量学领域中不确定度量化评定方法,将测量不确定度引申为模型不确定度,旨在研究基于不确定评定方法的动力电池数据模型可靠性量化评价方法,提出基于GUM 法的模型不确定度评估方法,不仅可以定量评价现有模型的可靠性,同时可以量化分析其影响不确定度分量,从而进一步提高其模型预测(估算)准确性。     

FRP工程结构多尺度不确定性分析研究进展

纤维复合材料(FRP)结构在桥梁工程中的应用日益增多，但其采用复杂的制造工艺导致FRP材料属性及其构成结构性能存在较大的离散性，同时不确定性参数的多层级、非均质和种类多等特点使得其结构可靠性较难准确量化。为推动FRP结构不确定性分析方法和应用研究的进一步发展，从FRP结构不确定性来源、材料力学性能概率预测方法、结构可靠性分析方法3个方面梳理国内外FRP结构不确定性分析方法的研究进展，并探讨其不足和发展趋势。不确定性来源方面，从复合材料制造缺陷分类出发，详细阐述典型制造缺陷的成因、对FRP力学性能的影响及其引起的不确定性。材料力学性能概率预测方法方面，综述了基于均匀化理论的摄动随机有限元法和谱随机有限元法等概率均匀化方法的适用范围，并介绍了上述方法在细观尺度不确定性对宏观力学属性的影响程度和敏感性分析中的应用。结构可靠性分析方面，分别综述了用于FRP结构静力分析、动力分析和屈曲稳定分析的多尺度不确定性分析方法以及可靠性分析方法的研究。研究结果表明：FRP结构显著的几何多层级和复杂的制造工艺不可避免地产生各种缺陷而造成力学性能下降和离散性，采用试验、细观力学模型和均匀化方法并结合随机有限元...     

基于模糊-集对分析模型的公路建设施工安全评价研究

针对影响公路建设施工现场安全的因素具有模糊、不确定性的特点,综合模糊综合分析方法与集对分析方法的优点,提出了基于模糊-集对分析的评价模型。根据公路施工的特点,构建了公路施工现场安全评价指标体系,应用层次分析法确定了各评价指标的权重,计算了集对联系度,得出了参评公路施工现场安全状况发展趋势与不确定性排序。研究结果表明:该模型能够同时考虑安全评价中信息的确定性与不确定性,用于公路施工现场的安全评价能够得到较好的评价结果。     

汽车追尾事故车速估算结果的不确定度分析

在汽车追尾事故再现分析中存在着各种不确定因素。针对汽车追尾事故碰撞速度计算模型,运用多元函数的不确定度理论,建立相应的不确定度分析方法,分别计算各不确定参数的标准不确定度分量,然后通过标准不确定度的合成,最终得到车速估算结果的合成标准不确定度和扩展不确定度。从而得出合理的车速估算结果。文中结合一个典型车速分析案例,验证了该方法的适用性。     

灰色关联分析的改进与应用

灰色关联分析是基于曲线之间的相似程序来确定因素间关联性的一种分析方法。为了提高分析的可靠性和在建模中的应用，本文采用了线性变换的方法，并重新定义了关联系数。这种改进的分析方法，为建立模型及确定模型参数提供了新的思路。应用实例表明，效果显著，模型精度与采用最小二乘法确定参数的模型精度相当。     

汽车纵向加/减速度多模型分层切换控制

针对汽车纵向动力学模型的大不确定性,设计了一种基于鲁棒控制理论的汽车纵向加速度多模型分层切换控制系统。通过分析汽车纵向动力学特性,用4个不确定模型覆盖对象不确定性,并应用LM I方法设计对应的鲁棒性能控制器集合。考虑鲁棒控制系统的特点,设计了一种对不确定性的系统增益进行估计的切换指标函数,以选择控制器进行控制。实验表明,提出的方法在大不确定性下可以对纵向加速度有效控制。     

基于不确定度理论的汽车与自行车侧面碰撞速度估算

基于不确定度理论,针对汽车-自行车侧撞事故的速度计算模型建立了相应的不确定度分析方法.结合事故再现模型,运用方差合成理论并考虑自行车抛距与行人抛距间的相关性,将各标准不确定度分量进行合成,最终得到车速估算的合成标准不确定度和扩展不确定度,由此给出较合理的车速估算结果.通过一个典型事故分析案例,验证了该方法的正确性.     

车辆碰撞行人交通事故的不确定因素研究

车辆碰撞行人交通事故牵涉较多的不确定因素,如接触点位置与摩擦系数、人体的飞行距离、抛出高度和角度,根据这些取值不确定的参数估算碰撞速度,其结果具有较大的不确定性。为了考察碰撞速度的不确定取值范围,研究了行人事故所包含的各种不确定因素,利用多元函数的相对不确定理论,针对碰撞速度的一般运动学计算模型建立了相应的不确定度分析方法;给出了关于一起真实事故的应用实例。结果表明:人体与路面间摩擦系数的取值对计算结果不确定度的影响最显著。     

基于kriging代理模型的碰撞安全性稳健性分析

针对材料和制造工艺等不确定因素,并为提高汽车碰撞安全性稳健性分析的效率,采用基于kriging代理模型的稳健性分析方法,研究材料不确定性对某款轿车前纵梁碰撞安全性能的影响.结果表明,材料特性的不确定性对前纵梁峰值碰撞力影响较大;基于kriging模型的稳健性分析的精度和效率比采用有限元模型时要高.     

基于标准信号的VBOX测速仪测量精度及可靠性研究

VBOX测速仪在汽车道路性能测试中应用广泛，其测量精度及可靠性研究对于汽车动力性、操纵稳定性评价等关键领域具有重要的科学意义和应用价值。本文建立了VBOX测速仪测量精度及可靠性评价模型，搭建了实验室条件下基于标准信号的VBOX测速系统，对其测量精度及不确定度进行分析。结果表明，在5～300 km/h范围内，VBOX测速仪能快速搜集到信号，且具有较好的测量精度，误差控制在0.06%以内，整个系统的扩展不确定度为U=0.06 km/h,k=2。     

基于QFT的四轮转向控制系统设计

本文提出一种基于定量反馈理论的主动控制四轮转向策略，以汽车转向时的横摆角速度和车体侧偏角为被控制量，将汽车的速度、质量、轮胎等效侧偏刚度等参数视为有界的不确定参数，应用定量反馈理论（QFT）设计反馈控制系统。为了验证设计的有效性，采用具有非线性轮胎特性的汽车模型对控制系统作了多种工况下的仿真。仿真结果证明所设计的解耦控制系统对汽车参数的不确定性具有鲁棒性，同时具有较好的控制特性，能够有效提高汽车的主动安全性和操纵稳定性。     

基于区间分析的汽车制动器不确定性优化

为抑制不确定参数汽车制动器的制动噪声,基于区间分析理论,将响应面法与优化技术相结合,提出了一种降低系统复模态负阻尼比以提高汽车制动器稳定性的优化方法。该方法采用拉丁超立方试验设计在设计变量和不确定参数构成的混合空间内采样,建立了包含不确定参数的制动器系统复模态负阻尼比的响应面近似模型;以系统结构参数为设计变量,以最小化系统复模态负阻尼比为优化目标,利用基于区间分析的不确定性优化方法对响应面近似模型进行优化。对某型车的浮钳盘式制动器的优化结果表明,采用该方法对汽车制动器进行优化,能在整个使用周期内有效减小制动器不稳定模态的负阻尼比,从而提高制动器的稳定性。     

基于威布尔分布的新能源汽车驱动电机可靠性分析

为进一步提高新能源汽车驱动电机故障时间数据可靠性分析水平,提出了基于威布尔分布的可靠性分析方法。文章在小样本量完全故障数据的基础上,总结可靠性分析流程,并对其中的经验分布函数计算模型、三参数威布尔分布模型和灰色模型GM(1,1)进行相应的介绍和理论推导,最后对某型号驱动电机试验故障数据进行案例分析。可靠性分析结果表明,基于灰色模型GM(1,1)的三参数威布尔分布模型拟合效果较好,该批次型号的驱动电机平均寿命为1 185.005 7 h。文章提供了一种较为准确的可靠性分析方法,相关可靠性分析结果可进一步支撑驱动电机维修保养等工作。     

基于响应面法的汽车转向系统可靠性优化

针对结构参数的不确定性会导致确定性优化结果不可靠的问题,提出一种将可靠性分析与优化技术相结合的转向系统可靠性优化方法。该方法基于响应面方法构建转向系统优化近似模型,以1阶固有频率为约束,总质量为优化目标对转向系统进行可靠性优化。结果表明,采用该方法对汽车转向系统进行优化,减小了系统质量,提高系统的1阶固有频率,避免怠速共振,达到可靠性优化的目的。     

电动二轮车驾驶人头部损伤再现不确定性方法

为了减少交通事故中不确定性信息在受伤害者损伤再现中造成的不利影响,采用拉丁超立方(LHS)试验设计和响应面蒙特卡洛相结合的方法对电动二轮车驾驶人头部损伤再现进行损伤不确定性分析。首先采用多体系统动力学方法对具有详细事故信息(含视频信息)和损伤记录的2起电动二轮车事故中的汽车碰撞速度进行再现和不确定性分析,并对比事故信息(视频信息、最终位置、电动二轮车驾驶人的运动学),进而验证事故再现结果的有效性。在此基础上,应用有限元方法将获得的电动二轮车驾驶人头部碰撞的边界条件加载至THUMS人体头部有限元模型,分析电动二轮车驾驶人头部损伤参数的不确定性与简明损伤准则AIS累计频率的分布关系,并对比电动二轮车事故案例中电动二轮车驾驶人的头部损伤法医鉴定记录。研究结果表明:蒙特卡洛不确定性分析方法能够较准确地预测电动二轮车事故中的汽车碰撞车速,采用该分析方法获得的电动二轮车驾驶人头部损伤等级与法医鉴定的脑部损伤记录高度吻合;蒙特卡洛不确定性分析方法可以适用于评估电动二轮车事故中电动二轮车驾驶人的头部损伤等级,研究结果可为电动二轮车驾驶人头部损伤研究提供理论依据和实证方法。     

任意概率不确定情形下的电动汽车悬置系统固有特性分析

针对电动汽车动力总成悬置系统 （Powertrain Mounting System，PMS） 参数可能被处理为不同类型概率变量的情形，提出了一种基于任意多项式混沌 （Arbitrary Polynomial Chaos，APC） 展开和最大熵原理 （Maximum Entropy Principle，MEP） 的电动汽车 PMS固有特性不确定性分析方法。采用概率模型描述任意概率不确定情形下的 PMS参数，通过APC展开获得任意概率不确定情形下PMS固有特性不确定性响应的前几阶统计矩，通过MEP拟合不确定性响应的概率密度函数 （Probability Density Function，PDF） 和累积分布函数 （Cumulative Distribution Function，CDF） 等信息，通过算例分析了5种概率不确定情形下的电动汽车PMS固有特性响应。分析结果表明，以蒙特卡洛法作为参考，所提出的方法可有效地分析不同概率不确定情形下的PMS固有特性响应，分析具有较高的计算精度和计算效率，能进一步获得响应满足设计要求的可靠度。