基于KANN-DBSCAN带宽优化的核密度估计载荷谱外推

针对核密度估计载荷外推全局固定带宽的局限性,提出一种基于KANN-DBSCAN(K-average nearest neighbor density-based spatial clustering of applications with noise)改进带宽取值的核密度估计(kernel density estimation, KDE)载荷外推方法。通过KANN-DBSCAN聚类算法对载荷数据进行分组聚类,采用拇指法求得不同簇间的最优带宽,然后进行核密度估计,再采用蒙特卡洛模拟进行外推。以某电动汽车在用户道路的实测载荷数据为应用对象,对外推方法的合理性进行检验。从统计参数检验量、拟合度检验和伪损伤检验3个指标对外推效果进行评估。结果表明:相比固定带宽的核密度估计外推方法,基于KANN-DBSCSN核密度估计的外推方法获得的外推载荷在统计参数上与实测载荷更为接近,均值、标准差和最大值的误差分别仅为1.9%、 4.3%和1.9%;幅值累计频次曲线拟合度R2均大于0.99,伪损伤均接近1。结果验证了该聚类方法在核密度估计载荷外推的有效性,有助于编制汽车在用户道路上的载荷谱,为具有相似载荷分布特点的机械零部件载荷外推提供了参考。

铝合金保险杠防撞梁结构优化设计

对某乘用车钢制保险杠防撞梁进行三点静压试验和仿真分析,得到评价该防撞梁强度和吸能性能的关键参数。为实现轻量化要求,以钢制防撞梁的性能参数为基准,采用材料替换和结构优化方法设计新的铝合金防撞梁。运用optistruct对铝合金防撞梁的截面进行拓扑优化,确定防撞梁的最优截面形状为'日'字形结构。将'日'字形防撞梁各个板件的厚度和通过Hypermorph建立的截面形状改变作为设计变量,通过Hyperstudy和LS-DYNA联合仿真进行形状和尺寸优化,经过13步迭代计算结果收敛,得到各设计变量的最优值。根据优化结果试制铝合金防撞梁样件,对铝合金保险杠防撞梁进行相同的三点静压试验并与钢制的试验结果作对比分析,结果显示铝合金防撞梁减重效果达到38.4%,且静压支反力峰值提高了11.1%,比吸能变为钢制的1.9倍,可见铝合金防撞梁性能优异。

车辆侧翻指标与侧翻风险因素分析

为了明确侧翻预警与防侧翻控制所需的侧翻指标和考察侧翻风险因素的影响程度,利用CarSim建立了SUV车辆的整车非线性动力学模型,基于仿真分析方法进行了鱼钩转向侧翻试验设计,并对试验结果进行了数理统计与分析。仿真试验结果表明:侧翻指标方面,轮胎载荷转移率指标在表征车辆侧翻方面具有较高的可信度;车辆的侧滑甩尾和转向能力与侧翻之间的关系取决于路面的附着情况;所提出的新的侧翻风险度量指标适于车辆复杂输入条件下分析了多个侧翻风险因素对侧翻风险的影响。

汽车座椅强度及碰撞仿真分析

应用Hypermesh软件构建某国产微型车座椅骨架的有限元模型,根据GB 15083—1994《汽车座椅系统强度要求及试验方法》的有关规定对座椅靠背进行强度及碰撞仿真分析,利用Nastran计算静强度,用Ls_dyna计算碰撞冲击强度,找出该座椅靠背的应力集中位置。经过分析表明座椅靠背在受到静载荷及外来冲击力时,应力分布较均匀,最大应力处属局部应力集中,最大变形位置对座椅的安全性影响不大。

行程敏感减振器阻尼特性仿真与试验

针对传统减振器的建模方法不能准确描述具有旁通槽的减振器模型问题,根据流体力学缝隙流动、管嘴流动及并联管路流量计算理论,建立了行程敏感减振器的详细数学模型。采用AMESim和MATLAB/Simulink的接口技术对模型进行仿真研究,仿真结果与试验结果符合较好,证明利用AMESim和Simulink对行程敏感减振器建立的联合仿真模型正确可靠。同时,用该模型分析了旁通槽结构参数对减振器性能的影响及敏感程度,为行程敏感减振器的设计和性能预测提供一定的技术支持。

摩托车平顺性评价研究

对几款具有代表性的摩托车进行了平顺性道路试验,研究分析了摩托车平顺性的实际特点,依据国际标准ISO2631、ISO5349,提出了摩托车平顺性客观和主观评价方法。通过主观调查和客观评价,探讨了手把处、座位处的客观评价指标和主观感觉之间的联系,座位处分析结果与ISO2631相吻合,说明该评价方法能较好地反映振动对人体的影响。

重型卡车驾驶室乘坐舒适性研究

建立了包含车架弹性振动的 1 5自由度重型卡车整车振动模型 ,通过计算机仿真模拟了路面随机输入响应 ;通过改进驾驶室悬架参数 。

小型机动平台车体动态特性分析与减振优化

车架挂发动机(即车体)是机动平台的关键部件,其动态特性直接影响整个平台的振动舒适性。利用UG4.0对某国产机动平台进行三维建模,用Hypermesh建立车架、车体的有限元模型,并导入到MSC.Nastran中进行了自由模态分析,通过试验分析了车架及车体的振动特性并验证了有限元模型的准确性。结合模态分析结果,讨论了路面激励和发动机激励对车体动态特性的影响,发现车体结构设计有不足之处——发动机1阶往复惯性力的频率会导致车体共振。提出了通过修改车体头部左右两边上管及下管的管径、管壁厚和在其夹角处设置加强管等3种改进方案。分析表明,增大车体头部左右上管和下管的管径可明显改善车体的结构动态特性,大大提高了整车的振动舒适性。

智能交通系统(ITS)中的智能汽车技术

智能交通系统(ITS)被公认为是解决现代交通问题的最有效手段,而智能汽车则是智能交通系统中的关键环节,直接影响智能交通系统的成败.在简要介绍汽车智能交通系统(ITS)的基础上,着重介绍了智能交通系统中的关键技术———智能汽车技术及保证汽车行驶主动安全性的汽车动力学控制系统;初步探讨了汽车运动的控制算法,包括横向控制算法和纵向控制算法,并用实车试验进行了验证,证明控制算法有效.

保险杠安全性能仿真分析与试验研究

针对某乘用车原钢制保险杠低速碰撞变形大的问题和汽车轻量化设计的需求,新开发了铝合金保险杠。分别建立了原钢制保险杠和新开发的铝合金保险杠的有限元模型,对其进行了三点静压仿真,并进行了试验验证。结果表明,铝合金保险杠强度性能优于原钢制保险杠。通过台车碰撞仿真和试验,分析了两款保险杠的耐撞性,相同工况下铝合金保险杠防撞梁的变形量和台车减速度值均小于钢制保险杠,其耐撞性优于原钢制保险杠。

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。

不同关门力度下乘用车关门声声品质评价

针对在主观偏好性试验中关门力度对听审者的主观评价有很大影响这一问题,考虑轻、重关门力度对声品质评价的影响,提出了一种新的关门声声品质评价参数——SE(sharpnessenergy)。即利用二次EEMD分解和Wigner-Ville分布得到样本的能量分布,参考尖锐度计算公式推导得到SE计算公式,并将其归一化为百分制,SE突出了高频成分对声品质主观偏好性的影响。为验证参数SE的有效性,将该参数和主观评价结果进行相关性分析,结果表明当关门力度不同时,SE与样本评价结果相关性更高,SE比尖锐度能更准确地反映高频成分对声品质的影响。

对汽车平顺性评价方法的探讨与建议

首先分析了现行国家标准GB4970—1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》与国际上通行的人体振动评价标准ISO2631—1997的区别。通过道路试验测量了驾驶员坐垫、靠背和脚部的平移振动以及坐垫的旋转振动共10个方向的振动。分析发现汽车中人体振动的峰值因子一般小于9;而按照GB4970和ISO2631的试验数据对比表明,GB4970在一定程度上低估了人体振动。分析各方向振动所占的比例发现,坐垫垂向振动、靠背前后振动和坐垫侧倾振动影响最大。最后提出了对汽车平顺性评价方法的建议。

汽车雨刮系统噪声品质分析

以从4辆家用轿车采集的雨刮系统8个噪声样本为试验对象,由人耳主观分辩出能够描述雨刮系统运行状态的3种主要的感受噪声成分,即电机声、换向声和刮刷声,并分别采用成对比较法和参考语义细分法对雨刮系统噪声和这3种成分噪声的烦恼度进行了主观评价。通过各噪声成分频带范围的分析,对其进行了频率截取和滤波处理,并计算了处理后的客观评价参量。利用多元回归分析,建立了3种成分噪声的声品质客观评价模型,并最终建立了以3种成分噪声的烦恼度值来表征雨刮系统噪声品质的评价模型。结果表明,该评价模型能够预测雨刮系统噪声的品质。

汽车平顺性分析中时域法和频域法的对比

依据国际标准ISO2631和国标GB/T4970《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》,对某客车进行了行驶平顺性试验,重点研究了不同算法在平顺性分析中的差别。以FAMOS、VC&MATLAB为软件开发平台,在Parse-val定理基础上实现了时、频域两种算法。结果表明,各种算法计算结果差别不大但各有特点,时域法对峰值系数更加敏感,可用于从人体舒适性角度评价平顺性;频域法则适用于分析1/3倍频程各频带对人体振动的影响并为改善汽车平顺性提供依据,但存在精度较低、处理效率不高等问题。而频率法中两种谱估计法的对比结果表明,Welch经典谱估计法的一致性较差,而采用AR模型的Yule Walker估计法性能相对稳定。

基于MATLAB/Simulink的汽车减振器外特性仿真与性能分析

基于流体力学和弹性力学理论,应用环形薄板阀片受均布载荷作用时的挠曲变形解析式,建立了双筒液压减振器的详细数学模型。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行仿真,其结果与试验数据符合较好。同时用该模型详细分析了减振器阀系各参数对减振器阻尼力的影响和控制规律。

汽车发动机启动声品质评价与分析

以驾驶员耳处采集的乘用车发动机启动时声样本为对象,分析了其时频域分布,计算了声样本的基本物理参数、心理声学参数和烦恼度指标。运用成对比较法进行了声样本主观评价实验,得出各声样本主观偏好性得分。通过主、客观参数的相关分析和回归分析表明:烦恼度模型能正确预测声样本的主观偏好性,双耳响度和粗糙度是影响主观偏好性评价的主要客观参量,用对数变换后的拟合模型能更好的描述主观评价结果与客观参量之间的关系。

基于ADAMS和Simlink的车辆转弯制动ABS联合仿真

车辆转弯制动是一种常见的危险工况。首先基于ADAMS建立了整车动力学模型,并在不施加任何控制时针对转弯制动工况进行仿真分析,结果出现侧滑、甩尾现象,车辆极不稳定。因此在MATLAB/Simlink中设计了基于滑移率的ABS模糊控制系统,结合ADAMS中的整车动力学模型,建立了ADAMS和MATLAB/Simlink联合仿真模型,并进行了转弯制动工况下的仿真。结果表明,ABS控制能极大地改善车辆在转弯制动下的稳定性。

摩托车振动舒适性分析与改进

从车体动态特性分析入手分析研究摩托车振动舒适性。以某125摩托车为例,采用仿真和试验相结合的方法分析摩托车车架、车架挂发动机的模态特性,建立了一种有效的简化了的车架挂发动机有限元模型。分析了发动机对车体动特性的影响,以及车体动特性与激励的匹配关系。针对该车架提出了改进方案,模态分析表明车体结构模态特性得到了改善。整车平顺性道路试验结果表明改进后的车架较好地改善了整车振动舒适性。

全地形车车体动态特性分析

运用仿真和实验相结合的方法分析了全地形车车体的振动特性。利用三维制图软件UG4.0根据设计图纸建立车体的几何模型,然后用Hypermesh建立车体、车体挂发动机的有限元模型,并导入到Msc.Nastran中进行了自由模态的计算。通过模态实验验证了车体有限元模型的准确性。模态分析结果表明,挂上发动机后增加了车体的弯曲刚度,导致一阶弯曲频率的升高,而发动机的质量导致了车体一阶扭转频率的降低。最后分析了路面激励和发动机的激励对车体动态特性的影响,并提出了修改的方案和建议。