Magneto-rheological suspensions for improving ground vehicle’s ride comfort,stability, and handling

ABSTRACT

A state-of-the-art discussion on the applications of magneto-rheological (MR) suspensions for improving ride comfort, handling, and stability in ground vehicles is discussed for both road and rail applications. A historical perspective on the discovery and engineering development of MR fluids is presented, followed by some of the common methods for modelling their non-Newtonian behaviour. The common modes of the MR fluids are discussed, along with the application of the fluid in valve mode for ground vehicles’ dampers (or shock absorbers). The applications span across nearly all road vehicles, including automobiles, trains, semi-trucks, motorcycles, and even bicycles. For each type of vehicle, the results of some of the past studies is presented briefly, with reference to the originating study. It is discussed that Past experimental and modelling studies have indicated that MR suspensions provide clear advantages for ground vehicles that far surpasses the performance of passive suspension. For rail vehicles, the primary advantage is in terms of increasing the speed at which the onset of hunting occurs, whereas for road vehicles – mainly automobiles – the performance improvements are in terms of a better balance between vehicle ride, handling, and stability. To further elaborate on this point, a single-suspension model is used to develop an index-based approach for studying the compromise that is offered by vehicle suspensions, using the H₂ optimisation approach. Evaluating three indices based on the sprung-mass acceleration, suspension rattlespace, and tyre deflection, it is clearly demonstrated that MR suspensions significantly improve road vehicle’s ride comfort, stability, and handling in comparison with passive suspensions. For rail vehicles, the simulation results indicate that using MR suspensions with an on-off switching control can increase the speed at which the on-set of hunting occurs by as much as 50% to more than 300%.     

监控量测在姚村坦隧道施工险情预报中的应用

以景(德镇)婺(源)黄(山)高速公路姚村坦连拱隧道施工中出现的险情为例,结合地表沉降、洞内净空收敛及拱顶下沉进行观测及现场观察,针对隧道出口段围岩失稳导致中导洞右侧工字钢严重内敛现象进行了动态预报,从而为及时采取有效措施排除险情争取了时间,避免了重大事故的发生,以此进一步说明了监控量测在隧道修建过程中的必要性。     

“船舶—堆场—列车”混堆堆场箱位分配模型

集装箱海铁联运港口堆场作业箱型复杂,为了提高港口作业能力和效率,基于进口、出口箱的混合堆存方式,对"船舶-堆场-列车"作业堆场箱位分配问题进行研究."船舶-堆场-列车"作业堆场负责堆存通过船舶、列车及外集卡进出港口的集装箱.本文在待分配箱的作业时间及箱区已知的前提下,以集装箱堆存产生的压箱数最小为目标,建立"船舶-堆场-列车"作业混堆堆场箱位分配模型,根据模型特点设计了启发式算法进行求解,并进行算例分析.结果表明,所建模型和求解算法能够有效减少堆场的压箱数,满足箱型堆存要求,提高港口作业效率.     

真空预压排水板有效真空压力变化规律

针对竖向排水板中有效真空压力分布模式存在的争议,基于流体力学相关理论对真空度和负压概念加以分析,指出排水板中孔隙水压力的变化量便是有效真空压力大小。通过计算排水板中孔隙水的总势能,并利用水具有趋向于更低能量状态的趋势原理,分析了孔隙水的运动机制及流动全过程,进而得到有效真空压力变化规律。研究表明,排水板中有效真空压力变化规律与初始地下水位、膜下真空度及排水板变形量紧密相关;有效真空压力的简化分布模式为折线形,转折点在与初始地下水位线交汇处;在地下水位线以上时,有效真空压力变化大,衰减梯度达10 k Pam;在地下水位线以下时,有效真空压力基本保持不变;排水板变形量越大,排水阻力越大,如果出现折管现象,可能导致膜下真空压力无法向下传递。     

动力定位系统舵桨组合推力分配研究

针对船舶动力定位系统推力分配中舵桨组合的推力建模及优化分配问题,将舵桨组合的非凸推力区域转化成4个凸区域,采用切换控制理论把非线性最优化问题转换为线性最优化问题。将舵、桨组合起来进行推力建模,以最小推力、舵角变化和推力误差为优化目标,对推进器的推力变化率、舵角变化率、推力误差范围和推力大小作了约束,采用多边形的方法把推力范围约束转化为线性不等式约束,基于总功率与总推力误差在不同推力区域设计了切换逻辑,实现了在不同的推力分配器中的切换。实船试验结果表明舵桨组合推力模型及推力分配策略是切实可行的,满足了推力分配的要求,在配备舵的动力定位船上具有良好的应用前景。     

防空装备战场抢修保障模型研究*

防空武器装备作战任务重、遭受打击强,给装备保障工作提出了较高的要求。在分析了其战场环境下受损规律的基础上,对防空武器装备战场抢修任务组织实施流程进行了研究,并运用Ex tendSim平台进行了仿真,对进一步开展防空武器装备战场抢修组织决策的研究具有一定的帮助。     

广州地铁2号线大面积软土地基处理监测分析

介绍了广州地铁2号线大面积软土地基处理施工工艺和施工监测.通过对软土地基处理施工监测数据分析结果表明:①新采用的软土地基处理手段合理,软土地基加固处理效果明显;②软土地基处理监测能及时发现问题采取措施,保障了软土地基处理工程的顺利进行;③土体水平位移测斜是判断土体及边坡稳定与否的重要指标;④要使水平位移率和水平位移实测值控制在设计允许范围内,以保证软土地基处理工程安全有序.     

考虑健康损失的路阻模型的构建

运用高斯烟羽模型计算机动车尾气排放量,然后利用支付意愿法定量分析健康损失,同时考虑延误和健康损失构建考虑健康损失的路阻模型。根据实例,分别使用Transcad和新的路阻模型计算出2个路阻,并进行交通分配。结果显示2次交通分配的路网流量不同,表明考虑健康损失的路阻模型影响了人们的出行选择,可有效解决主干路拥挤,增加次干路车流量,协调整个路网车流量均衡,提高路网交通效率。     

考虑动态定价的煤炭调运方案优化研究

煤炭坑口价格的变化与市场供求有重要联系.本文在煤炭坑口价格动态定价的基础上,以煤炭产地和消费地间的煤炭调运量为决策变量,以煤炭流通过程中的总费用最小化为目标,分别构建了煤炭调运系统优化模型和考虑消费者竞争的煤炭调运优化模型,设计了遗传算法和Floyd算法相结合的求解算法.以我国内地煤炭调运问题为案例,分析了价格变化特性、可调出量与消费量比例等因素对煤炭调运方案的影响.结果表明,考虑消费者竞争时煤炭流通广义费用更低;随着煤炭可调出量与消费量比的增加,动态价格较固定价格的煤炭流通广义费用下降更快.     

地铁车站大断面风道施工对地面建筑物的影响及控制

在城市隧道穿越工程施工前,应制定详细的建筑物安全性控制程序,其中包括建筑物安全现状评估、隧道施工对建筑物影响预测及施工过程控制、工后评估及结构状态恢复等.北京地铁5号线天坛东门站西北风道大断面风道施工需要在松散不良地质条件下穿越天坛公园＂青山居＂仿古建筑及旅游服务部等建筑,施工难度大,施工风险极高.根据建筑物安全性控制的要求,对地铁隧道施工的影响进行了数值模拟预测及对比分析,阐述地层变形模式和相应的控制措施.另外,为严格控制地面沉降及建筑物安全,在对该工程特点和控制方案系统分析的基础上,提出采用树根桩隔断墙和洞内超前注浆、掌子面注浆及控制开挖、墙基下方地层注浆加固等综合技术,有效控制了地面沉降和建筑物沉降,保证了隧道施工顺利完成.