滑板式汽车侧滑检验台的计量检定及误差分析

本文论述了滑板式汽车侧滑检验台进行计量检定的必要性。以及对其误差进行分析，以保证汽车侧滑检验台的检测精度。     

单、双板侧滑仪测试结果及使用特点的分析

侧滑仪是检测汽车前轮侧滑量的专用设备,本文通过对单、双板侧滑仪测试时运动特性的分析,对两类侧滑仪的测试结果和影响测试结果的各个因素及使用中的注意事项进行了探讨。     

双板联动侧滑仪对独立悬挂车辆转向轮侧滑量检测结果的分析

汽车转向轮具有的保持自动返回直线行驶的能力称为转向轮的稳定效应。它是通过转向轮的定位角来实现的。研究表明,转向轮定位参数中车轮前束与外倾角对车轮侧滑的影响比较大。当车轮前束值与外倾角匹配不当时,车轮就可能在直线行驶过程中不做纯滚动,产生侧向滑移现象。当这种滑     

双板联动式汽车侧滑试验台的使用及维护

双板联动式侧滑试验台由机械部分、侧滑量检测装置、侧滑量定量指示装置和侧滑量定性显示装置等几部分组成,其结构如图1所示。     

山区高速公路坡面荷载的动态效应与实测研究

为了获取公路陡坡路段荷载对路面结构的动态效应,为理论计算分析和试验分析提供可靠的参数,利用自主开发的轮胎对地压力动态分布实时测量装置,进行了不同车型、不同载重、不同车速和不同纵坡条件下坡面轮胎接地压力的动态测量,得出了不同速度下坡面轮胎接地压力的分布及其变化规律。结果表明,高速运动状态下,重载货车轮胎接地形状近似于矩形,车速越高接地形状接近矩形的相似程度愈高;随着车速提高,接地压力的分布形式从凸起型分布逐渐向鞍型分布演变,接地压力峰值逐渐减小;运动状态下,车辆轮胎接地压力在行进方向上呈半正弦波分布,在横向上表现为非均匀分布。     

用于儿童头部损伤生物力学研究的碰撞理论模型建立及验证

机动车事故和跌落等碰撞工况是造成儿童头部受伤的重要原因,研究碰撞过程中儿童头部的动力学响应对于头部损伤的预测具有重要意义。头部动力学模型能够快速预测不同碰撞场景下头部动态响应结果并进而预测头部损伤风险。首先,建立考虑颅骨及皮肤厚度和形态曲率的儿童头部碰撞理论模型用于预测儿童头部在碰撞工况下的响应。然后,通过儿童头部CT扫描提取颅骨及皮肤几何结构,对颅骨和皮肤三维重建后进行分割和定量离散,分别得到能描述颅骨内侧、颅骨外侧及皮肤形态的离散点集群,通过计算得到碰撞点周围的平均曲率与厚度,基于建立的头部碰撞理论模型可计算不同碰撞位置(不同厚度和曲率)的碰撞力。最后,通过碰撞试验对建立的碰撞理论模型进行验证,使用不同年龄的小型猪头部作为儿童头部的代替品进行碰撞试验,将试验结果与上述建立的理论模型对小型猪头部碰撞响应的预测结果(基于小型猪头部的真实的形态曲率、皮肤和颅骨厚度数据)进行对比。研究结果表明：建立的理论模型可以较为准确地预测碰撞脉宽和最大碰撞力;提出的儿童头部碰撞动力学理论模型能够快速预测头部不同碰撞位置的动力学响应,可以为儿童头部损伤的进一步研究提供参考和理论支撑。     

基于动态模型的冲压模具磨损寿命研究

为了准确预测模具磨损深度,提高模具使用寿命,通过研究冲压模具磨损机理,建立了混合磨损动态模型,提出一种新的模具磨损寿命预测方法。由于前次冲压对后次冲压模具磨损具有显著影响,模具的总磨损深度并不与单次冲压磨损深度呈简单的线性关系,该方法考虑了镀铬层和火焰淬火层厚向磨损系数、粗糙度的影响以及模具表面到芯部材料硬度的梯度变化关系。通过试验得到火焰淬火和电镀铬2种不同处理方式下模具材料磨损的相关参数,将其运用到混合磨损动态模型中。运用节点移动来不断更新磨损型面,获得当前磨损深度下的新参数,使用新参数计算当次冲压的磨损深度,确保随着磨损的增加,磨损参数不断更新,使得磨损预测更符合实际磨损的物理过程,弥补了经典Archard模型忽略因磨损而导致接触应力和滑移速度改变的不足。用壳单元提取冲压接触型面建立有限元模型,不需表达整个模具,降低了问题的复杂性,极大提高了计算效率。建立了磨损深度与冲压次数之间的确切关系,得到了模具磨损深度的定量预测方法。使用该方法对某车型发动机盖外板冲压模具进行磨损分析,将结果与实际模具磨损情况以及经典Archard方法预测结果进行对比。结果表明：所提出的冲压模具磨损寿命预测方法更接近实际磨损,误差比经典Archard方法小18.60%,预测精度明显高于经典的Archard方法。     

汽车轮胎滚动阻力试验机测试方法分析

为了对汽车轮胎滚动阻力测试方案的可行性进行预先评估,基于检测设备的结构模型,提出了一种运用位移量对轮胎滚动阻力进行仿真分析的新方法。在简述滚动阻力有限元测试模型构建过程的基础上,通过改变轮胎的外部使用参数,分析传感器板在不同工况下位移场的分布情况,制定了设备的测试方案。以传感器的安装位置作为目标检测点,建立轮胎滚动阻力位移场与控制参数之间的关系曲线。最后将采集的数据经过平均滤波处理,与实验室的实测数据进行了趋势性对比。结果表明：采用该测试方法,轮胎滚动阻力随着轮胎负载和速度的增加而增大,随着气压的变大而减小;仿真结果和试验数据在相同工况下的变化趋势基本一致;该测试方法合理、可行。     

2种轮胎噪声测试方法的参数转换

为了准确预测轮胎惯性滑行法噪声测试结果,缩短轮胎噪声测试周期,对惯性滑行法与实验室转鼓法这2种轮胎噪声测试方法测试结果之间的定量转换关系进行了研究。由2种测试方法所得噪声数据的相关性分析,以及在半消声室进行实车条件下不同位置轮胎所发噪声的传播规律试验,得到了2种方法噪声测试数据之间的转换关系。研究结果表明：惯性滑行法与实验室转鼓法噪声测试结果呈线性相关关系,通过实验室转鼓法噪声测试数据可以准确预测惯性滑行法的测试结果;对C1类单个轮胎的实验室转鼓法噪声测试数据,应用转换关系得到的惯性滑行法轮胎噪声声压级预测结果与实测结果误差在0.5 dB之内。研究结果对缩短低噪声轮胎开发周期,降低开发成本具有现实意义。     

汽车爆胎特性建模与主动制动控制策略

为了提高汽车在突发爆胎事故时的稳定性,对爆胎汽车主动制动控制策略进行了研究。根据车轮爆胎时间与压力变化的关系,在UniTire模型基础上建立了爆胎模型;根据电子稳定性控制系统中横摆角速度及质心侧偏角对汽车稳定性影响的关系,基于二自由度汽车动力学模型,通过计算汽车横摆角速度及质心侧偏角实际值与理想值的偏差,并基于线性二次型调节器最优控制方法决策出最优附加横摆力矩,从而修正爆胎后汽车的运动状态。最后通过计算机仿真对所提策略的有效性进行了验证。结果表明：主动制动控制策略可以保证爆胎过程中汽车的行驶稳定性和安全性。     

基于自适应模型预测的智能汽车横向轨迹跟踪控制

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确定工况下的轨迹跟踪性能。分析了路面附着系数和垂向载荷对轮胎侧向力的影响,基于平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法,设计了利用侧向加速度和横摆角速度作为测量变量的前后轮胎侧向力估计器。利用轮胎侧向力线性计算值与估计值的差值计算得到侧偏刚度修正因子,设计了前后轮胎侧偏刚度的自适应修正准则,进而提出了一种基于时变修正刚度的AMPC控制方法。基于CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真和硬件在环测试平台,对AMPC控制的有效性和实时性进行了验证。研究结果表明：在不同的路面附着情况和车辆行驶状态下,AMPC控制都能够降低横向位置偏差和航向角偏差,有效提高车辆的轨迹跟踪精度,其控制效果明显优于基于恒定侧偏刚度的标准MPC控制。尤其在低附着工况下,标准MPC控制会因为线性轮胎力的计算误差过大而导致车辆在轨迹跟踪时严重失稳,而AMPC控制通过估计轮胎力修正侧偏刚度依然能够保证车辆稳定有效的跟踪参考轨迹。所提出的AMPC控制在保证控制精度的同时具有良好的实时性,对智能汽车控制系统的设计与优化具有重要参考价值。     

基于车路系统的事故现场轮胎印迹强度参数化研究

为明确事故现场可视轮胎印迹强度与车辆动力学特性、轮胎橡胶磨损特征及道路表面灰度之间的关联特性,提出基于车路耦合的事故现场轮胎印迹强度参数化研究方法。通过结合动态滑动摩擦因数模型及轮胎非线性模型,建立车辆路面9 DOF非线性系统动力学模型,运用VBOX惯性测量技术验证模型的有效性。运用胎面磨损能量模型,从车路系统角度确定车辆、轮胎和路面特性对轮胎全局摩擦力及胎面磨损特性的影响。结合印迹强度特征模型提出轮胎印迹强度参数研究方法,选取不同制动、转向角工况及3组路面、胎面特性对轮胎路面接地力学特性、胎面橡胶磨损量、可视轮胎印迹特征进行仿真分析。结果表明：印迹强度仅与全局摩擦力大小有关,与轮胎路面滑移方向无关;滑移工况下胎面橡胶磨损量随着全局摩擦力和滑移速度的增大而增大,而印迹强度变化不明显;制动力矩和道路表面灰度对产生可视轮胎印迹起决定作用,转向角主要影响不规则可视轮胎印迹的产生;前轮轮胎最先出现可视印迹,且可视印迹长度和强度均高于后轮轮胎;采取可视印迹起点作为事故车辆速度判定具有一定的误差,应根据具体情况进行具体分析;研究成果能够为基于可视轮胎印迹的交通事故重建提供理论基础。     

轮胎动力学特性仿真分析研究

分析了各种常用轮胎模型的特点与应用范围,根据汽车操纵动力学研究的需求,在Matlab环境下运用魔术公式建立了轮胎动力学模型,并对汽车轮胎力与纵向滑移率,纵向力、侧向力及回正力矩与纵向滑移率、侧偏角、外倾角、垂直载荷的关系等轮胎特性进行了仿真分析,实验结果表明,魔术公式轮胎动力学模型可以较好地模拟轮胎的动力学特性,适用于车辆动力学研究领域。     

汽车整车尺寸机器视觉测量系统的研究

使用彩色图像的彩色分割技术,开发了一套基于机器视觉的汽车整车尺寸测量系统。论述了该系统组成、测量原理及方法,针对复杂背景的彩色图像,提出利用初始轮廓线逐渐逼近最佳图像边缘,让图像轮廓的整体信息参与分类过程,有效地克服了噪声影响,同时又不损失图像的边缘信息,提高了图像边缘的检测精度和分割的质量。试验结果表明,该系统可以实现汽车整车尺寸的自动、快速、准确测量。