基于流固耦合的轮胎花纹滑水性能研究

以205/55 R16型号轮胎为研究对象,基于Abaqus CEL流固耦合方法构建轮胎滑水有限元模型。将模拟得到的轮胎垂直刚度与实验数据进行对比,验证轮胎模型可靠性的前提下,优化欧拉域,更好地捕捉并分析轮胎滑水时水流印迹特征。结合NASA经验公式评估模拟得到的临界滑水速度,验证轮胎滑水模型可靠性,分析不同充气压力和水膜厚度对轮胎临界滑水速度的影响。通过引入V型横向花纹和增加F1 Nose结构优化轮胎花纹结构,验证花纹沟槽子模型优化合理性,对比优化前、后轮胎临界滑水速度和水流压力。结果表明:此优化方法能有效提高轮胎的滑水性能。

基于加速度信号的轮胎滚动阻力估计算法

提出了一种基于智能轮胎的滚动阻力估计算法,利用轮胎加速度信号实现轮胎滚动阻力更高精度的估算。使用ABAQUS软件建立205/55/R16子午线轮胎的稳态滚动阻力模型,通过对不同负载、胎压和车速下滚动阻力的仿真结果分析,验证了有限元模型的一致性。通过提取轮胎内衬中心轴线处的加速度信号,使用Yule-Walker分析法计算加速度信号的功率谱密度。基于汽车行驶参数和轮胎接地离地瞬间的加速度功率谱密度数据,采用偏最小二乘回归法对轮胎的滚动阻力和滚阻系数进行回归预测。结果表明:结合轮胎加速度信号与行驶参数的回归方程拟合效果比单纯使用行驶参数拟合的效果更好,研究结果为开发节能汽车提供了一定的指导作用。

改进YOLOv8的道路凹陷检测算法

针对现有的道路凹陷检测算法中检测速度慢,很难应用于汽车车载移动设备的问题,提出一种改进YOLOv8的轻量型道路凹陷检测算法YOLOv8-CAG。将YOLOv8的主干网络第二层之后的普通卷积替换成Ghost Conv,通过低廉的线性变换,有效减少了模型的参数量。在neck中的C2f模块中引入CA注意力机制,在降低整体模型参数量和浮点运算量的同时,强化特征提取能力,减少无关特征的影响。在YOLOv8中运用C2f-GS模块,减少网络结构的复杂性,进一步提升检测精度。实验结果表明:在道路凹陷的数据集上,改进算法与原算法相比,检测精度提高了1%,模型参数量与计算量分别下降了16%和11%,并通过与其他算法的性能比较,验证了改进算法的实用性。

分布式驱动电动汽车横向稳定性自适应优化控制

为改善在极限状态下分布式驱动电动汽车的横向稳定性,提出了一种基于自适应调节模型预测控制(SAMPC)输入权重的控制方法。基于相平面失稳判断,将相平面分为稳定域、稳定边界和失稳域,设计影响因子,以备计算附加横摆力矩和转矩分配权重;考虑质心侧偏角、横摆角速度对车辆稳定性的重要影响,设计SAMPC中的输入权重,获取准确的附加横摆力矩;同时提出可以缩短优化时间的转矩分配方法,设计多目标函数用于量化车辆的稳定性和动力性。仿真结果显示:与模型预测控制(MPC)相比,采用SAMPC,在μ=0.4、v_(x)=70 km/h时,质心侧偏角的平均绝对误差减少49.4%,均方根误差减少55.3%,改善效果最佳;在μ=0.2、v_(x)=90 km/h时,质心侧偏角的平均绝对误差减少24.5%,均方根误差减少23.8%,改善效果最弱。

基于ABAQUS的积水路面轮胎滑水性能研究

随着道路交通网络的不断发展,行车安全已经成为当今社会关注的焦点之一。特别是在恶劣天气条件下,如:雨天,车辆在积水路面上高速行驶时,由于动水升力的存在,很容易出现“滑水”现象,从而导致事故的发生。文章深入分析了轮胎在积水路面上的滑水性能,以提高车辆的行驶稳定性和安全性。首先,使用ABAQUS建立205/55R16子午线轮胎有限元模型,并且对其进行了静力学分析。接着,基于流固耦合方法,构建了一个包含轮胎、水层和路面的复杂耦合模型。在这个模型中,考虑了轮胎充气压力、水层厚度、轮胎垂向负载以及胎面磨损4个关键因素。有限元模拟分析结果表明,轮胎充气压力和垂向载荷的增大都会导致车辆在积水道路上的极限滑水速度增大;相反,胎面磨损和水层厚度的增大,则会导致车辆在积水道路上的极限滑水速度减小。其中,充气压力对滑水性能影响较大,相同条件下,车辆的极限滑水速度从1.7 bar下的72.43 km/h上升到了2.9 bar下的102.23 km/h。所以,雨天适当增大轮胎充气压力更有利于车辆行驶安全。

脉冲射流下气力输送系统特性的数值模拟研究

使用计算流体动力学和离散单元(CFD-DEM)耦合方法,对原管道和加装射流发生器的管道进行数值模拟,通过改变空气速度、射流位置、射流速度以及射流频率,研究颗粒的运动状态。结果表明:在使用脉冲射流的时,颗粒在管道出口的动能显著增加,颗粒由原管道的底部拖曳运动转变为颗粒群悬浮运动,运输系统的能量转换率也显著提高。对管道中不同位置颗粒的波动速度进行频谱分析和连续小波变换分析,结果表明:射流可以有效调节颗粒在管道内运动的周期性,并且减缓管道内颗粒的纵向发展速度,将更多的能量转换为输送系统所需的颗粒轴向速度,进而减小气力输送系统的能耗。

应用型本科一流课程建设探索与实践

基于应用型本科特征和一流课程建设背景,以汽车发动机管理系统课程为例,对当前课程建设进行问题剖析和实践探索。依据行业企业调研、课程思政理念及课程“两性一度”要求,优化重构课程目标与内容体系;基于培养目标和内容体系,对课程建设相关环节进行创新探索,具体包括“完善线上线下教学方法”“组合联动课程运作体系”“拓宽课程实施开放场域”“构建一流课程师资队伍”“立体化课程教材建设”以及“多元一体课程评价体系”等;基于课程目标达成度评价标准对课程建设实践效果开展达成度评价,实现课程的闭环建设和持续改进。

手动挡公交车智能启停系统的仿真与应用

通过分析智能启停系统的技术方案,对手动挡公交车的零部件进行变更,并对传统公交车进行改造,改善手动挡公交车的燃油经济性和尾气排放性,以解决公交车的节能环保问题。对手动挡公交车智能系统进行实车测试,结果表明改造后的公交车能够满足动力性要求。对公交车进行建模,仿真结果表明:在ECE循环工况下,进行油耗以及尾气排放测试,改造后的手动挡公交车在燃油经济性以及尾气排放性方面有显著改善。

基于OBE理念的课程目标达成情况评价方法与实施——以“电工与电子技术”课程为例

课程目标达成是学生毕业要求及培养目标达成的基础和前提,文章以成果导向为主导,以“电工与电子技术”课程为例,构建了基于OBE理念的课程目标达成情况评价体系,并将其应用于实际教学过程。根据毕业要求指标点的分解,确定各课程所支撑的毕业要求指标点,进而制订课程目标,并将评价课程目标达成的评价手段落实到教学大纲中;对课程目标达成情况进行定量、定性分析,发现教学中存在的问题,并提出改进措施;为提高教学质量,促进毕业要求及培养目标的达成提供了理论依据及实际应用指导。

基于自适应Backstepping的分布式驱动电动汽车容错控制

针对分布式驱动电动汽车控制系统发生不确定的执行器故障情况,提出一种基于自适应Backstepping的容错控制方法。对电动汽车控制系统建立驱动电机故障模型,描述可能发生的执行器故障情况;采用自适应控制和Backstepping控制设计相结合的策略,针对各故障情况分别设计一种容错控制器;将各控制器进行融合得到一个复合控制器,提高了车辆的安全性和可靠性。基于Matlab进行了仿真验证:给出的容错控制方法能够保证车辆闭环系统稳定和渐近跟踪给定的输出指令,提高了车辆的操纵稳定性和执行器故障容错性能。

基于组合降噪的卷积神经网络轴承故障诊断方法

针对滚动轴承振动信号包含不同频率复杂噪声,单一降噪方法难以去除多种噪声,导致最终故障诊断率低的问题。提出一种基于组合降噪的卷积神经网络的轴承故障诊断方法。首先,通过SVD分解方法,根据奇异值差分谱,一次降噪并重构信号,去除信号内能量较低的宽频率噪声;再根据降噪重构信号,自适应选取CEEMD分解的参数,并进行自适应CEEMD分解,利用线性相关系数与峭度交集法滤除相关程度低、故障特征信息少的IMF分量,同时二次降噪并重构信号;最后,构建一维卷积神经网络并进行轴承故障诊断。通过原信号和组合降噪后信号的时频分析,轴承故障诊断实验,验证了该方法的有效性。

基于流固耦合的液罐车侧倾稳定性研究

利用流体计算软件FLUENT设置液罐内不同密度液体载荷参数变化,分析罐内液体冲击时域响应,了解不同密度液体的冲击特性。通过仿真数值与罐体缩放实验相结合,验证了FLUENT仿真的可信性,发现等比例缩小或者放大罐体可以用来描述液罐汽车罐体的液体冲击现象。采用准静态法计算液体质心坐标,分析质心在不同侧向加速度下的运动特性,以量化不同密度液体冲击载荷并由此计算装有不同密度液体的液罐汽车侧翻阈值,进而分析液体晃动对整车侧倾稳定性的影响。

汽车轮辐型面特征对车轮的气动特性影响分析

为了研究不同车轮型面对车轮风阻系数的影响,采用数值模拟的方法对旋转车轮气动特性进行分析。对比了相同工况下直线型面、折线型面以及弧线型面车轮的气动阻力系数、升力系数、表面速度、流场结构、压力系数等指标。分析结果表明:不同轮辐型面车轮旋转时气动特性不同,主要是由于流场结构存在特征差异;在车轮轮腔内,涡结构十分复杂,轮腔内气流流动的差异直接决定了车轮周围的压力系数和流动结构;同其他型面相比,弧线型面的车轮具有最优的气动特性。

基于ABAQUS的多工况下轮胎接地特性分析

研究了多工况下轮胎的接地特性。首先,通过ABAQUS软件搭建了205/55R16子午线轮胎的有限元模型;然后,设计、搭建了有限元轮胎模型验证平台,通过对比二者的径向刚度曲线验证了模型的有效性;最后,通过设置多种仿真工况,研究了不同负载、充气压力、驱动状态以及侧偏角度下轮胎的接地特性。结果表明:负载越大,轮胎接地面积和接触面应力越大,且应力最大值位于中间纵向沟槽内;胎压越高,轮胎接地面积越小,接触面应力越大,应力最大值逐渐转移至接触中心点;当轮胎由静置转为滚动,接触面积和接触应力均减小,应力最大值位于中间纵向沟槽内,且车速与应力大小无关;加速或制动都会使得接触面应力最大值移至接地印记末端,且应力最大值与角速度呈正相关;接触面应力最大值位置与轮胎侧偏方向相反,与纵向车速方向相同,且接触面应力最大值与侧偏角呈正相关,但接触面横向应力增长会首先趋于饱和。

基于改进YOLOv5s的齿轮表面缺陷检测

为解决传统齿轮表面缺陷检测精度低、速度慢等问题,设计了一种基于通道和空间的注意力机制的齿轮表面缺陷检测方法。在YOLOv5s网络模型的基础上引入卷积注意力模块,对特征在通道维度和空间维度上进行融合增强,增强缺陷区域特征并抑制背景区域特征,提高小目标的检测精度;同时改进了非极大值抑制的后处理方法,改进后的方法(DIOU_NMS)将预测框与真实框的重叠区域和2个框之间的中心点距离作为抑制原则,提升复杂背景下目标的检测精度。实验结果表明,该方法的平均精度均值mAP_0.5为90.3%,相比YOLOv5s提升了1%,检测速度FPS为75 f/s,模型大小为14.8 MB,满足齿轮表面缺陷检测实时性和准确性的需求。

褶皱型空调叶片对乘员舱热舒适性的影响研究

采用k-ε模型和大涡模拟数值计算方法,对分别安装普通平板空调叶片和不同褶皱型空调叶片共5种车舱模型进行仿真计算,得出车舱内的空气流场、温度场、叶片阻力系数等结果,从时均和瞬态流场、温度场等方面展开对比分析。研究结果表明:与普通平板空调叶片相比,褶皱型空调叶片有良好的减阻效果。随着褶皱叶片波峰数的增加,减阻率增加;相比5种计算模型,波峰数为5的褶皱型叶片具有最优的降温效果,降温速率最快。

Driving Force Model for Non-pneumatic Elastic Wheel

In order to obtain good driving performance,a driving force model is presented for non-pneumatic elastic wheel.Brush model of pneumatic tyres is introduced and the deformations of elastic supports and tread are also taken into account.The longitudinal slip rate is redefined.The grounding pressure distribution of elastic wheels is analyzed and corrected according to speed,temperature and stiffness.Then rolling resistance equation is developed.Finally,simulation is conducted by software CarSim,and the results show that the estimated values are consistent with simulation values,especially at low longitudinal slip rate.The research can help to optimize design of non-pneumatic elastic wheel.

燃料喷射方案对大缸径气体燃料发动机混合效果的影响

针对大缸径进气道多点喷射气体燃料发动机大供气量的要求,分别采用单个新型大流量气体燃料喷射装置和多个传统小流量气体燃料喷射装置2种方案实现大流量气体燃料喷射,建立发动机瞬态流体力学计算(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型,着重分析2种方案对发动机进气道内、缸内混合效果的影响规律。研究结果表明:多个传统小流量气体燃料喷射装置方案在进气道内产生典型的多孔横向紊动射流,上游射流对下游射流起到保护作用,射流在进气道内贯穿距离越大,气体燃料在进气道的混合距离越长,混合效果越好;多个传统小流量气体燃料喷射装置相对于单个新型大流量气体燃料喷射装置喷射位置上移,是进气道内以及缸内混合效果得到改善的重要因素;多个传统小流量气体燃料喷射装置方案中气体燃料进入气缸的时间有所延迟,在进气道内混合效果近似的情况下,喷孔数的增加会使得缸内混合效果下降。

一种基于点面特征的低漂移视觉里程计

针对基于特征的视觉里程计在室内弱纹理环境下定位精度差等问题,提出一种基于点面特征的低漂移视觉里程计方法。首先,在提取ORB点特征和平面特征的基础上,构建联合重投影误差函数,并利用高斯牛顿法解算相机位姿。然后,计算曼哈顿主方向,利用环境的结构特性解决特征易丢失问题,降低相机运动过程旋转矩阵所积累的漂移误差。最后,在ICL-NUIM和TUM RGB-D数据集上进行评估。实验结果表明:所提算法在弱纹理、结构化环境下相比其他算法具有更好的精确性和鲁棒性。

基于流固耦合的液罐车液体冲击力分析

利用Fluent流体计算软件仿真设置液罐受到的加速度以及罐体内的充液比,分析液体冲击对罐内载荷变化的影响。通过分析不同挡板的形状,研究罐车转向时纵向挡板的防波效果,比较防波板处于3个位置时的倒V型纵向挡板和M型纵向挡板的防波效果,并研究减小的冲击力大小。研究发现:M型纵向挡板的防波效果比倒V型纵向挡板好;在液体晃动流过挡板最高点时,挡板的峰越多防波效果越好。