基于液力偶合器试验曲线的数学模型

在船舶动力装置稳、动态特性研究中,需要知道液力偶合器在任意工况下的力矩特性,但厂家提供的试验特性图只包含数条泵轮转速恒定情况下小滑差范围内输出力矩随涡轮转速变化的特性曲线。本文先根据液力偶合器的物理特性得出力矩外特性的解析式,再利用试验曲线提供的数据求出该解析式的系数,然后利用已知系数的力矩表达式,将泵轮转速恒定时的力矩试验特性曲线扩充到整个涡轮转速变化范围。最后将这些扩充了的力矩特性曲线进行曲面拟合,从而得出液力偶合器在任意输入泵轮转速和任意输出涡轮转速下的力矩特性,进而获得船舶动力装置仿真研究中液力偶合器完整的数学模型。     

高速磁浮列车主动悬浮与导向的2-DOF控制

为了满足高速磁浮列车动力学与控制系统稳定的要求,提出主动悬浮与导向的2-DOF控制解决方案。从车辆动力学与控制角度分析,电磁悬挂主动控制稳定的主要影响因素是系统刚度、非结构摄动和模态截取误差,其中非结构摄动程度取决于轨道几何变化和动力学与控制系统的刚度;利用ADAMS与MATLAB协同平台,提出基于单轨正交模型的主动悬浮与导向LQG控制器设计方法。对比仿真表明:1-DOF主动悬浮控制对点头和摇头摄动敏感,而2-DOF主动控制则能够适应竖曲线和平曲线轨道高速运行。在400 km.h-1单转向架模型曲线轨道运行仿真中,2-DOF主动控制的鲁棒稳定性得到了综合验证。     

客货混运铁路专线轨道振动分析

研究目的:分析客货混运铁路专线客车及货车引起轨道振动的规律。研究方法:通过建立考虑线路随机不平顺的轨道结构连续3层梁模型,论述了运用傅里叶变换法分析轨道结构振动的方法。首先对轨道结构振动方程进行傅里叶变换,求解傅里叶变换域中的振动位移,再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应。研究结果:分析了客、货列车以不同速度运行时对轨道结构振动的影响。研究表明,在客货混运的铁路专线上,最不利的工况应是货车。在同样的列车速度条件下,货车引起的轨道位移比客车大45%~50%,货车引起的轨道加速度比客车大40%~50%,货车引起的轨道动压力比客车大50%~60%。研究结论:客货混运铁路专线比客运专线和货运专线更易损坏,建设客、货分离的铁路专线是有效的解决方法。     

基于多体动力学和有限元法的车体结构疲劳寿命仿真

提出一种多体动力学仿真和有限元法相互结合进行结构疲劳寿命预测的方法,并以机车车体结构为例进行了疲劳寿命计算。利用SIMPACK的多体仿真技术获得车体结构的动载荷历程;在ANSYS中利用准静态应力/应变分析法计算结构危险节点应力影响因子;根据模态分析技术确定车体结构固有频率和模态振型以及危险点位置。最后,基于动应力历程以及Palmigren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的基于应力的结构安全因子分析法对车体结构进行疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤预测和最终寿命估计。     

高速3轴转向架技术方案的研究

通过对200 km/h速度级C0-C0轴式大功率交流传动客运电力机车转向架关键动力学项点的研究,提出电机驱动系统弹性架悬的高速3轴转向架总体结构方案,分析了转向架3个轮对一系弹簧不等刚度的设计和牵引杆车体布置位置对其动力学的影响。详细介绍转向架的结构参数方案,并计算其动力学性能,结果表明该转向架具有优良的动力学性能,能满足200 km/h速度的运用要求。     

遂渝线无碴道岔前后轨道刚度过渡段动力学设计

研究目的:本研究主要是为了弄清楚遂渝线无碴轨道综合试验段区间轨道刚度和岔区轨道刚度特性,为提高列车过岔的舒适性及延长轨道结构的使用寿命,本文提出了区间轨道与岔区轨道间轨道过渡段的设置及其设计。研究方法:本研究应用车辆-轨道耦合动力学模型与理论,分析了遂渝线区间及道岔区无碴轨道刚度的特性。研究结果:区间轨道与道岔区轨道间存在着较大刚度差,遂渝线无碴轨道综合试验段无碴道岔区的轨道刚度约是区间线路的2~3倍,应设置轨道刚度过渡段。研究结论:道岔前后轨道刚度差可采用分级过渡的方法,每一级刚度取18孔轨枕间距左右,将钢轨挠度变化率控制在0.3 mm/m以下,由此确定的过渡段结构动力学性能良好。     

纵流船型数学表达研究

用纵向函数法对纵流船型的数学表达进行了研究 ,并提出了相关的数学模型 .为纵流船型的计算机辅助设计提供理论依据     

Effects of multiple axles on the lateral dynamics of multi-articulated vehicles

This paper describes an analytical study of the lateral dynamics of multi-articulated vehicles with multiple axles. A linear planar model of vehicle dynamics is adopted for multiple-axle vehicle combinations with an optional number of trailers. Two tractor and double-trailer combinations are examined for their directional stability and response. Non-oscillatory stability and steering sensitivity in steady-state turning and lane changing are analysed using a stability factor of multiple-axle vehicle combinations. Off-tracking in the steady-state turning of multiple-axle vehicle combinations is also analysed. Numerical calculations for oscillatory stability, steering sensitivity, and off-tracking are presented for multiple-axle vehicle combinations.     

Three-dimensional analysis of transient slosh within a partly-filled tank equipped with baffles

The directional dynamic analyses of partly-filled tank vehicles have been limited to quasi-static fluid motion due to computational complexities associated with dynamic fluid slosh analyses. The dynamic fluid slosh causes significantly higher magnitudes of slosh forces and moments in the transient state that cannot be characterized through quasi-static approach, which provides reasonably good estimates of the mean responses. In this study, a three-dimensional nonlinear model of a partly-filled cylindrical tank with and without baffles is developed to investigate the significance of resulting destabilizing forces and moments caused by the transient fluid slosh, and the effects of baffles. The baffles and the end caps are modeled with curved shapes. The analyses are performed under varying magnitudes of steady lateral, longitudinal and combinations of lateral and longitudinal accelerations of the tank, and two different fill volumes using the FLUENT software. The results of the study are presented in terms of mean and peak slosh forces and moments, and variations in the mass moments of inertia of the fluid cargo within a clean bore and a baffled tank, for two different fill volumes and different magnitudes of acceleration excitations. The ratios of transient responses to the mean responses, termed as amplification factors, are further described to emphasize the significance of dynamic fluid slosh on the forces and moments induced on the vehicle. The results in general suggest that the mean responses attained from dynamic fluid slosh analyses correlate well with those attained from the quasi-static analyses for a clean bore tank. The amplification ratios of the resulting forces and moments could approach as high as 2. The results clearly show that the presence of baffles helps to suppress the peak as well as mean slosh forces and moments significantly.     

新-旧沥青界面再生流变特征及分子动力学模拟研究（双语出版）

为扩展研究新-旧沥青界面再生融合行为的方法，量化表征界面再生融合速率、融合程度等参数，通过构建新-旧双层沥青试样模型，分别基于动态剪切试验（DSR）测试试样界面的再生流变特征，基于分子动力学系统（MS）模拟试样界面的再生机制和过程，同时验证不同试验条件下试样界面再生流变特征测试结果。研究结果表明：随着新添沥青标号的增加，新-旧沥青界面再生融合程度显著增大，再生融合速率明显提高；随着加热时间的增加，新-旧沥青界面再生融合程度逐渐增大，但再生融合速率呈指数递减；随着加热温度的增加，高标号新添沥青的界面再生融合程度和界面再生融合速率均呈线性增大，而低标号新添沥青呈抛物线形增大；分子动力学系统模拟计算结果与动态剪切流变特征实测结果具有较好的关联性，表明选取的分子结构模型和计算参数合理，采用分子动力学技术模拟新-旧沥青界面再生融合行为的方法和思路是可行的。