高速列车运动稳定性设计方法研究

从车辆结构特征和系统参数对高速列车运动稳定性影响的关系出发,提出了合理的遏制车辆蛇行失稳控制策略,并利用灵敏度分析对控制策略进行了验证.针对系统参数的非线性影响、工程应用以及服役特性,探讨了临界失稳速度设计目标值的确定原则;从车体质量、二系悬挂刚度及阻尼、轴箱纵横向定位刚度等悬挂参数的工程应用角度,给出了参数的选择范围;从列车运动稳定性对参数灵敏度和参数对动力学性能的影响,提出了基于灵敏度的优化原则和性能均衡原则,并引入了运动稳定性的可靠度设计理念.      

新的同调识别方法及其在切机算法中的应用

为准确预测系统失稳模式,提出了基于系统失稳时刻状态矩阵分析的同调识别方法.通过对失稳时刻特征值及右特征值向量的分析,预测系统主导失稳模式,确定分群情况,并用扩展等面积法量化该系统的稳定裕度.通过分析稳定裕度对切机控制的灵敏度,得出最佳的切机控制策略.在改进的IEEE-39节点上对本文所提出的算法进行验证.结果表明,本文所提供的同调识别算法能较好地识别机组分群情况.经时域仿真试验可知,基于灵敏度的切机策略能抑制系统暂态失稳.     

既有钢管混凝土拱桥的有限元模型修正

有限元模型修正技术最早应用于航空和机械领域,用于自动修正结构模型使数值模型和试验模型相匹配。在过去的十年里,有限元模型修正技术已经被引进到土木工程领域。在既有桥梁的工作状态和使用安全评估中,需要建立能够精确模拟结构目前工作状态的有限元模型。该文以一座既有的钢管混凝土拱桥为例,在参数灵敏度分析的基础上,以结构设计参数为修改参数,构造联合频率和挠度的目标函数,借助ANSYS的优化设计功能对该桥的有限元模型进行修正。修正后模型计算结果和实际测试结果更加接近,其中跨中挠度的最大相对误差只有6%,频率的最大相对误差为9%。修正结果表明:这种联合静动力的模型修正方法物理概念清楚,能充分利用静动力测试数据,经过修正后的有限元模型能够反映该桥的实际工作状态。     

滨海低山区天然沉积硬粘土结构性试验评价

土结构性不仅赋存于少数灵敏度较高的饱和软粘土中,天然沉积硬粘土或多或少也受到土结构性的影响,会表现出与其相应重塑土截然不同的力学特性。针对依托工程试验场区的天然沉积硬粘土,通过对不同区域、不同深度的原状土样的颗粒粒度分析试验、高压固结试验等一系列室内土工试验,对该区域硬粘土的特性进行了探讨,并采用灵敏度参数(St和S?)、屈服应力比(YSR)对其结构性进行了评价。     

车辆单筒充气磁流变减振器的阻尼力影响因素及灵敏度分析

介绍了一种车辆单筒充气磁流变减振器的结构和工作原理.利用该减振器阻尼力数学模型仿真分析了剪切屈服应力、体积补偿压力、磁流变液零磁场粘度、活塞有效长度、阻尼通道间隙和活塞半径等参数对阻尼力的影响规律,利用相对灵敏度分析法比较了各参数对阻尼力的影响权重.结果表明,活塞半径灵敏度和权重最大,对阻尼力影响最大;而体积补偿压力灵敏度和权重最小,对阻尼力影响最小.     

基于灵敏度分析的客车车身质量优化研究

文中将灵敏度分析引入到客车质量优化中.首先建立了某承载式客车车身的有限元模型,确定其边界条件和载荷,并对模型进行了试验验证.接着选取车架上刚度和强度相对富裕的梁作为对象进行灵敏度分析.最后根据分析结果选取车身最大应力和位移作为状态变量,以车身总质量为目标函数,进行客车车身的质量优化.     

灵敏度分析方法在车身轻量化中的应用

建立了某轿车车身有限元模型,由有限元分析求得车身固有频率与刚度值,并通过模态试验验证了该模型的合理性.根据车身构件的灵敏度分析结果选择设计变量,在提高车身刚度和动态性能的前提下,以轻量化为目标优化车身构件厚度,使车身总质鼍减轻了9.7%;刚度和固有频率也都有所提高.     

基于电动汽车轮胎异常磨损的悬架硬点优化分析

对电动汽车车身质量增大带来的轮胎异常磨损进行了悬架硬点分析及优化设计。运用Adams/Car建立双叉臂前悬架刚柔耦合虚拟样机模型,验证了车身质量增大会对外倾角与前束角的匹配关系产生影响,也会增大轮胎侧滑。在优化设计中提出选取更多硬点但仅优化其Z坐标的方案,二次优化与初次优化的结果对比表明,方案可行且可大幅降低优化计算量和缩减研发周期,同时优化后的电动车型双叉臂悬架的车轮外倾角与前束角的匹配关系得到了优化、轮胎侧滑量大大减小,有效减轻了轮胎的异常磨损。     

基于多目标优化的白车身结构轻量化设计

白车身轻量化研究有利于提高整车性能和减少研发成本,首先建立了某乘用车白车身的有限元模型,接着根据仿真模型分别计算出与NVH、静刚度及正面碰撞安全性能相关的参数,模型各项指标均满足要求。其次,依据综合灵敏度分析思路筛出与碰撞安全无关的设计变量,并且参照能量吸收曲线图选出正面碰撞安全板件的设计变量。针对白车身非碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各类近似模型的精度,采用了椭圆基近似模型,将白车身质量最小、低阶模态最大作为设计目标,把白车身的静态扭转刚度以及静态弯曲刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对非碰撞安全板件进行多目标优化。针对白车身正面碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各种近似模型的精度,采用了响应面模型,将白车身质量最小、乘员舱加速度峰值最小作为设计目标,将一阶弯曲和一阶扭转模态频率、静态弯曲扭转刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对碰撞安全板件进行多目标优化。最后,对轻量化前后的性能参数进行比较分析,实现了白车身质量降低13.4kg,降幅3.32%,轻量化系数减小了1,不仅保证了静态弯曲刚度和扭转刚度、白车身的模态频...     

基于SEA图论法的船舶舱室噪声降噪优化设计

针对详细设计阶段易出现的船舶舱室噪声超标问题,依据噪声控制原理,以振动噪声传递路径为切入点,引入SEA图论法,结合振动噪声能量的主导传递路径对2层平板声腔结构降噪设计参数展开声学灵敏度分析,给出降噪设计指导性建议,为船舶舱室降噪设计提供理论支撑;以某VLCC船声学设计实例,采用SEA图论法结合其噪声超标舱室的能量输入谱,确定其噪声主导传递路径的灵敏度,结合评价指标选取最优降噪方案,成功应用于实船（预报值与实测值吻合良好）。可见,基于SEA图论法的船舶舱室噪声的降噪优化设计具有可行性,为降噪声学指标的定量优化设计提供参考。