新时代车辆工程专业人才培养方案研究

为满足新时代汽车行业新技术新业态对汽车专业人才的需求,应以“卓越工程师计划”的实践为基础,将新时代课程思政教育元素融入教育全过程,建立健全以现代产业学院或双创学院为平台的政校企三方协同的育人机制,培养未来新兴产业和新经济需要的实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质新工科复合应用型车辆工程专业人才。

大转矩磁流变挤压制动器设计与分析

针对磁流变制动器制动转矩较小的问题,利用磁流变液的挤压强化特性设计了目标转矩为1800N·m大转矩磁流变挤压制动器,并使用CATIA软件完成三维建模。基于磁流变液的Bingham模型,以磁流变制动器的制动转矩最大、体积最小为优化目标,应用MATLAB软件中的多目标遗传算法进行优化设计。利用ANSYS软件对优化前后磁流变液的磁感应强度进行仿真分析。结果表明:当励磁电流达到15A时,磁流变制动器的制动转矩能够达到设计目标。所提出的磁流变制动器磁路多目标优化设计方法是有效的,能够获得更加紧凑的磁路结构,提高了磁流变制动器的制动力矩。

气流对氢燃料电池气体扩散层输水性影响分析

为研究气流对扩散层输水性的影响,构建二维模型表征扩散层纤维结构特征;联合VOF(Volume of Fluid)方法、N-S方程、Darcy定律及毛细压力方程,建立多孔介质内气液控制方程,跟踪气液流动界面,分析气流压力、温度和输入模式与不同孔隙率扩散层水输运状态的关系,阐明气流与孔隙结构耦合作用对扩散层水分布的影响机理。结果表明:扩散层内气流分布直接影响水的输运,而气流状态与扩散层孔隙结构特征密切相关;增大气体输入间隔对于增进扩散层排水效果显著。该研究对于提升扩散层的输水性具有借鉴意义。

变工况下半主动悬置系统滑模控制特性分析

为提高变工况下发动机半主动悬置系统的隔振性能,提出一种基于天棚阻尼参考模型的滑模控制方法。根据牛顿第二定律建立1/4半主动悬置系统力学模型,以理想天棚阻尼控制系统作为参考模型,引入误差动力学模型进行滑模控制器设计;考虑车辆在行驶过程中切换挡位以及加减速等变工况的影响,建立半主动悬系统仿真模型验证滑模控制的有效性。分析结果表明:半主动悬置系统采用滑模控制后的隔振性能得到明显改善,趋于稳定的时间更短;在相同的挡位切换工况下,随着车速上升,滑模控制改善半主动悬置系统隔振性能随之下降;在相同的车速切换工况下,随着挡位上升,滑模控制改善半主动悬置系统隔振性能随之提高。

双语课程思政教学探索

课程思政建设已成为高等院校人才培养的必备内容,在“育人”与“育才”全面统一中具有重要地位。双语课程思政教学因具有中西文化交融特征,更是提升学生思想政治素养、推广中华传统文化的重要途径和有力平台。该文阐述双语课程思政教学的重要作用,探讨双语课程教学目标、教学内容和教学方法对思政内容的限制,从中外对比、正向激励、优化双语比例等方面探索双语课程思政教学切入点,提出一系列针对性的措施和方法,以提升双语课程思政教学实效。该研究内容是改进双语课程思政教学的有益探索。

Fuzzy-PID切换控制在磁流变半主动悬置系统中的应用

建立了一种新型动力总成磁流变悬置的动力学模型,并对其进行动态特性试验。通过数值拟合方法对试验数据进行拟合,得到了电流与可控阻尼力的关系式,为磁流变悬置的控制应用提供了理论模型。考虑车辆悬架系统的等效刚度和阻尼,建立了磁流变半主动悬置系统模型。设计了磁流变半主动悬置Fuzzy-PID切换控制系统,对不同工况下磁流变半主动悬置系统的隔振特性进行了仿真研究,结果表明应用Fuzzy-PID切换控制的磁流变半主动悬置系统具有良好的隔振效果。

一种挤压模式发动机磁流变悬置的设计与试验研究

为有效隔离汽车发动机的振动,提出一种基于挤压模式的磁流变悬置的结构与工作原理。并对磁流变悬置的磁路进行了理论计算。针对磁路的轴对称特性,采用Matlab/PDEtool建立磁路二维有限元仿真模型,并进行静态磁场仿真分析,确定磁路的主要结构参数。基于磁流变液Bingham模型和流体动力学理论,建立磁流变悬置力学模型。对磁流变悬置进行动态特性试验,并与理论计算值进行对比分析。结果表明试验值与计算值基本吻合,所提出的基于挤压模式的磁流变悬置设计方法是可行的。

新能源汽车电池包箱体结构优化及底部碰撞研究

电池包箱体作为电池包的承载部件,它的结构设计对于提高电池包安全性能具有重要意义。以某款新能源汽车电池包为研究对象,建立电池包箱体有限元模型进行分析。电池包箱体结构变形量较大,前二阶固有频率相对较低,需要对电池包箱体结构进行优化设计。以提高一阶固有频率为优化目标,建立电池包箱体结构优化模型。电池包箱体经过结构优化设计后,前二阶固有频率分别提高到24.25Hz和34.3Hz,能够合理避开路面激励频率。利用Ansys软件对电池包下箱体进行碰撞分析。碰撞体的最大侵入量为0.818mm,远小于4.5mm,满足新能源汽车碰撞的安全要求。

外转子永磁轮毂电机双区域冷却结构优化研究

为解决外转子轮毂电机永磁体与控制单元冷却不足的问题,根据电机旋转特点,本文提出以下冷却结构优化方案:(1)在电机端面增设带有反向整流板的通风口,并与电机部件间隙形成流动空气散热通道;(2)改进现有液冷通道。为细化冷却方案,通过电机强度分析确定通风口的数量、宽度和弧长;基于田口方法的因素-水平配置和正交实验,探索整流板高度、宽度及倾角与通风口参数的最优匹配;构建整流板导气模型,计算通风口气体流量和速度作为正交配置评判依据。电机剖面温度场对比表明:优化后的冷却结构散热效率明显提升,永磁体、控制单元及定子机架的最高温度显著降低且保持稳定,满足使用要求。该研究对外转子轮毂电机冷却结构优化具有借鉴意义。

解耦盘式液压悬置动特性的切换系统模型与试验

解耦盘的运动使得解耦盘式液压悬置成为一典型的切换系统,它同时包含连续和离散两种动态,常规的建模方法都是采用集总参数模型或者液固耦合模型对液压悬置动力学特性进行仿真分析。在考虑液压悬置的混杂系统特征基础上,直接从切换系统理论出发,建立了解耦盘式液压悬置的切换系统模型,并采用逻辑判断方法制定了各模式间的切换策略,通过Simulink/Stateflow建立了切换系统仿真模型,该模型更能真实反映解耦盘式液压悬置的实际物理工作过程。最后进行了解耦盘式液压悬置动特性试验,验证所提出的切换系统模型的有效性。

基于能量的汽车悬置系统与悬架系统模态耦合分析

为了研究汽车动力总成悬置系统与悬架系统的振动耦合程度,建立了包含动力总成悬置子系统和悬架子系统的耦合系统数学模型,提出了一种基于能量的模态耦合分析方法。计算了某汽车动力总成悬置系统与悬架系统的耦合程度,算例的计算结果表明,汽车悬置系统与悬架系统在第一阶和第七阶模态中耦合程度较高。

磁流变型发动机悬置低频动特性及参数分析

根据发动机磁流变型悬置的结构,建立了磁流变型悬置的力学模型和数学模型,应用MATLAB/SIMULINK对磁流变型悬置在低频激励下的动特性的影响进行研究。分析了电流强度和激励幅值、橡胶主簧等效面积、激励频率对磁流变悬置动特性的影响。分析结果表明:磁流变悬置较液压悬置在低频大振幅工况下能获得更大的阻尼和刚度。

磁流变半主动悬置系统与悬架系统微粒群优化集成控制

为有效地改善车辆乘坐舒适性和行驶安全性,基于车辆系统动力学理论,建立了含半主动悬置系统与半主动悬架系统的整车动力学模型。利用线性二次型最优控制原理设计了集成控制器,并采用微粒群优化算法对集成控制器的权系数进行优化设计。以车体的垂直加速度、侧倾角加速度、俯仰角加速度作为评价指标,对车辆磁流变半主动悬置系统与磁流变半主动悬架系统集成控制进行了仿真计算。结果表明:集成控制的峰值比独立控制分别减少了7.22%、14.38%和12.75%,集成控制的均方根值比独立控制分别减少了8.58%、22.38%和4.13%,经过集成控制后的车辆综合性能明显优于独立控制。

基于传递路径分析的激励对汽车平顺性的影响

为研究发动机激励与路面激励对汽车平顺性的影响,建立了包含悬置系统和悬架系统的车辆13自由度数学模型,给出了发动机和路面激励模型,提出了基于TPA的汽车平顺性分析方法。在仿真计算基础上进行了实车试验,计算与试验结果基本吻合,验证了所建立模型的正确性。结合各挡位车速与发动机转速之间的对应关系,分析了不同激励对汽车平顺性的影响。结果表明:发动机激励对汽车平顺性的影响小于路面激励,但不容忽视。

一种用于危险品运输安全的智能车载终端的设计

为了减少危险品公路交通运输事故的发生,提高运输效率以及运输过程中保护人-车-物安全,设计了一款用于危险品运输安全的智能车载终端。所设计的智能车载终端负责对驾驶员驾驶状态、车辆运行状态和危险品状态实时监控,并具有通信、导航和联网等功能。硬件部分主要包括通信导航模块、MEMS传感器模块、微处理器模块和电源处理模块等。终端软件系统由下位机软件和上位机软件组成,下位机软件负责系统初始化、传感器数据采集与处理;上位机软件负责调用下位机数据进行车辆状态显示,以及完成与驾驶员的交互操作。基于所设计的智能车载终端平台开展了实车道路试验,结果表明:该智能车载终端运行稳定、性能良好。

液压机械无级变速器换挡非线性动力学特性分析

建立液压机械无级变速器换挡非线性动力学模型,根据连续换挡过程仿真曲线,对决定变速器换挡品质的一类工况进行基于物理参数和换挡时序的换挡控制策略研究。研究表明通过优化变速器物理参数和换挡时序可大大提高换挡品质。基于物理参数的换挡控制策略为在发动机小转速,外负载小转矩,较小的主油压以及较大的调速阀流量时,可获得较好的换挡品质。基于换挡时序的换挡控制策略为首先切换换挡机构离合器,再切换行星齿轮机构待分离离合器,最后切换行星齿轮机构待接合离合器。

汽车发动机悬置系统与悬架系统集成控制研究

建立了车辆悬置系统与悬架系统的集成模型,应用最优控制理论设计了集成控制系统。针对最优控制器加权系数难以确定的问题,采用粒子群算法优化加权系数以提高集成控制系统的控制品质。为验证集成控制系统采用基于粒子群算法优化的LQR控制策略的效果,利用Matlab进行频域和时域分析。悬架动挠度的峰值和均方根值分别降低了16.28%和19.13%。悬置动挠度的峰值和均方根值分别降低了88.37%和83.33%。分析结果表明基于粒子群算法的LQR控制策略在改善悬架动挠度和悬置动挠度方面效果明显,有利于提高车辆的操纵稳定性。

基于多方法融合的文本定位算法的研究

针对自然场景中标志文本提出一种文本定位算法。在彩色图像边缘提取的基础上,利用形态学文本定位获得备选文本区域,再用神经网络对备选文本区域进行分类,最后提取文本区域文字。该算法既考虑文本的形状边缘信息,又考虑文本的颜色信息,充分利用基于边缘的方法和基于神经网络学习的方法的优点。实验结果表明,提出的文本定位算法具有较高的准确率。

SOA优化PID控制在磁流变悬置系统中的应用

根据磁流变液的流变特性以及普通液压悬置的结构,设计了一种新型磁流变悬置,并采用Ansoft Maxwell软件对其磁路结构进行分析。利用Matlab/Simulink建立了磁流变悬置系统的仿真模型。为验证SOA优化PID控制的实际效果,与磁流变悬置系统采用PID控制进行比较。怠速工况下的车身俯仰角加速度的峰值和均方根值降低了3.38%和27.15%,车身垂向加速度的峰值和均方根值降低了16.33%和9.85%;行驶工况下的车身俯仰角加速度的峰值和均方根值降低了36.48%和47.55%,车身垂向加速度的峰值和均方根值降低了31.53%和41.45%。分析结果表明,磁流变悬置系统采用基于SOA优化PID控制具有良好的隔振效果。

基于遗传算法的磁流变半主动悬置系统控制器设计

为阐明动力总成与车身间的振动传递关系,建立了基于磁流变悬置的半车5自由度动力学模型。应用二次型最优控制理论设计了磁流变半主动悬置系统最优控制器,并采用遗传算法对控制器的权系数进行优化。为验证基于遗传算法优化的LQR控制策略(GALQR)的有效性和先进性,利用Matlab编写相关程序进行频域和时域仿真分析。分析结果表明:GALQR显著地减小了车身的垂向加速度和俯仰角加速度,但动力总成动位移有所增加,说明车辆乘坐舒适性和动力总成稳定性之间存在矛盾,设计磁流变半主动悬置系统时要根据实际综合性能要求合理选择。