基于有限元法的驾驶室FOPS&ROPS性能分析

【目的】在控制成本的前提下,避免因电动装载车工作环境恶劣,引发各类事故带来的致命伤害。【方法】以某电动装载车驾驶室为试验对象,为校核现有的驾驶室设计是否满足国家标准,首先利用SolidWorks软件建立装载车驾驶室三维模型,并根据国家标准建立驾驶室防落物和防滚翻的有限元分析模型,然后分别对驾驶室施加侧向、垂向、纵向和落物载荷。最后对驾驶室结构的应力、应变、能量等进行分析。【结果】1)基于驾驶室FOPS的两种工况,按照国标试验基准施加产生的能量大于1 365 J及11 600 J的落物时,驾驶室顶部均未与DLV产生干涉。2)驾驶室的侧向承载能力和纵向承载能力均满足最新国家标准规定,驾驶室未与DLV产生干涉。但在垂直载荷下,顶部侵入量过大,变形已经侵入DLV空间。3)对驾驶室顶部结构进行改进,改进后的装载车驾驶室在垂直加载时未侵入DLV空间,能有效保证驾驶人员的生存空间不受侵犯,满足国标要求。【结论】将顶部中间横梁改为纵梁,将顶部米字形结构改为井字形结构能够有效避免顶部侵入过大的问题,可以显著提高农业、林业或工业车辆在发生事故时的安全性。

基于霍夫变换的车道线检测跟踪及车道偏离预警

为了实现自动驾驶系统中的车道线检测,课题组研发了一种基于霍夫变换的车道线检测跟踪及车道偏离预警算法。首先对采集到的图像进行图像预处理,包括图像灰度化、高斯滤波、Canny边缘检测、划分感兴趣区域,再将采集到的点进行霍夫变换以检测直线,然后利用单目相机测距原理计算车道线底部端点至图像中心的距离,判断车辆是否偏离车道。实验结果表明,课题组所提出的算法识别正确率为97.72%,车道偏离预警率达100%,识别率和预警率较高,处理后的视频帧率约为22帧/s,能够满足实时性的要求。但课题组没有考虑光线、地面干扰等因素的影响,未来还需要改进算法,以进一步提高识别精度和程序运行速度。

基于控制图异常模式自动识别的故障诊断

将生产线所加工的产品质量数据所生成的控制图的各种异常形态进行归类,建立相应的数学模型和异常模式集,同时也对变速器生产线上的常见故障进行归类并建立相应的故障集,并在异常模式集与故障集之间建立模糊关系模型,依靠计算机进行自动识别,完成生产线常见故障的快速诊断。实例运行表明,该方法是可行的、有效的、达到了系统的设计要求。

管件液压成形技术及其进展

管件液压成形技术属先进制造技术,因其具有众多优点,已在汽车行业得到广泛应用。简要介绍该技术的成形原理、优缺点及应用,从设备及模具、材料及成型性、工艺参数及失败模式、数值模拟及优化方法、预成形、摩擦与润滑等方面分析国内外的研究和应用状况,并指出该技术的发展趋势。

大吨位管件液压成形设备液压系统的设计和研究

管件液压成形技术作为一种结构轻量化的先进的塑性加工技术,在国外科研机构和大型企业中得到了广泛的应用,因其设备投资极为昂贵,在我国仍步履维艰。文中在分析了大吨位管件液压成形工艺流程的基础上,对液压系统进行了优化设计。所采用的低压大流量充液和高压小流量增压的双联泵供液模式可极大地提高设备的生产效率;所设计的二级卸荷回路可使系统的超高压液体顺序平稳卸载;所配置的电液比例伺服系统使设备具有良好的动态性能、较高的控制精度和响应速度,完全能满足仪表梁、副车架、桥轴等大型复杂空心变截面构件的塑性成形加工。

基于直方图异常模式识别的变速器生产线故障诊断

利用生产线加工的产品质量数据所生成的直方图进行对比分析来完成变速器生产线的常见故障诊断。给出了变速器生产线故障诊断功能模块的设计原则和软件设计流程,对直方图的各种异常模式进行归类,建立了相应的数学模型,对变速器生产线上的常见故障进行了归类,并在直方图异常模式与生产线故障之间建立了模糊关系模型,最后利用计算机进行模糊识别,完成生产线常见故障的快速诊断。实际运行表明:该方法可行、有效,达到了系统的设计要求。

SPC在变速器制造中的应用

这里首先建立了SPC系统的数学模型及数据处理模型,在此基础上完成了系统的功能结构设计以及事务处理过程设计,建立了关键工序与质量特性值的选取准则,继而完成了代码设计、数据库设计和故障诊断专家系统的设计,所形成的SPC软件系统达到了原设计指标要求。

大吨位管件液压成形设备的设计与研制

管件液压成形技术作为一种结构轻量化的先进的塑性加工技术,在国外科研机构和大型企业得到了广泛的应用,但由于设备投资极其昂贵,至今尚未在国内投入生产应用。为降低制造成本,在笔者所设计的液压成形设备中采用了经专利技术加固处理过的框架式结构作为合模支撑平台,用二通插装阀集成块替换电磁比例伺服阀,内压和轴向进给之间的关系匹配合理,且相互独立可控,在大幅降低整台设备制造成本的同时,可满足副车架等大型结构件的成形加工。

管件液压成形加载路径的多目标优化

在管件液压成形过程中,加载路径对成形过程的影响最为重要。文章给出了一种新的加载路径优化方法,即精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与成形数值模拟软件集成,实现对加载路径的自动寻优。该方法通过优化算法程序修改加载路径,自动调用数值模拟软件进行分析,在更大的解空间内自动寻找最优方案。文中以某汽车仪表板梁为例,采用该方法对液压成形中的加载路径进行优化分析。结果表明,通过该方法所获取的加载路径较通过人工寻优所获取的加载路径更趋于最优。另外,该方法一次运算能够同时获取多个Pareto最优解,可为加载路径的制订和设计人员的决策,提供更多的选择。

采用NSGA-Ⅱ算法的管件液压成形加载路径优化

提出了一种将精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与动态显式有限元软件LS-DYNA集成起来对管件液压成形加载路径进行优化的新方法。并应用该方法对某汽车仪表板梁液压成形中的加载路径进行了优化。结果表明,采用该方法获得了良好的效果。另外,该方法一次运算可同时获取多个Pareto最优解,为加载路径的确定提供了更多的选择。

汽车仪表板梁直接成形和分步成形的比较分析

在简要介绍液压成形技术在国内外的现状及仪表板梁的工艺特点之后,设计了仿真试验并建立了直接成形和分步成形的有限元模型。针对成形与回弹的不同特点,分别采用动态显示算法与静态隐式算法进行了仿真分析,分析了两种加工工艺对成形结果的管坯壁厚、回弹量和最终残余应力的影响,并与试验结果进行了比较,为仪表板梁液压成形工艺方案的设计、工艺参数的制定,以及模具的设计提供理论参考。

复杂管件液压成形设备液压控制系统的设计

在简要介绍管件液压成形技术原理及其优点后,针对副车架等大型复杂空心结构件的成形特点和要求,确定了设备的主要技术参数及总体设计方案,并对液压系统和控制系统进行了优化设计。所采用的低压大流量充液和高压小流量增压的双联泵供液模式可极大地提高设备的生产效率,所设计的二级卸荷回路可使系统的超高压液体能顺序平稳卸荷,所配置的电液比例伺服闭环控制系统使设备具有良好的动态性能、较高的控制精度和响应速度,完全能满足副车架等复杂空心变截面构件的塑性成形要求。

基于ANSYS的大吨位液压成形设备合模机构的灵敏度分析

简要介绍了液压成形技术在国内外的研究与应用现状,完成了合模机构的方案设计和有限元模型的建立,并运用ANSYS软件进行数值模拟分析。针对工作台厚度、柱塞直径、柱塞数目及布置形式等参数及结构形式的变化对合模机构位移和应力的影响进行了灵敏度分析,得到了上述参数的变化对合模机构位移和应力的影响程度及变化规律,为产品设计提供理论依据,取得了较好的效果。

封接温度对双银Low-E真空平板玻璃膜层光学性能的影响

通过高温封接工艺制备双银Low-E真空平板玻璃,分别采用460、480、500、520℃4组温度进行封接,并对各封接温度下膜层的表面及断面微观形貌与膜层的光学性能进行测试,讨论封接温度对膜层的可见光谱透射比、近红外光谱吸收比、中远红外光谱反射比的影响规律。结果表明,高温封接处理可提高Low-E膜层表面的致密度,优化各化学膜层及膜层与玻璃基体的结合性能,膜层的可见光谱透射比、中远红外光谱反射比显著提高,而近红外光谱吸收比略有减小。480℃封接温度下的膜层性能最佳,超过500℃后膜层中的Ag膜破损并团聚形成聚合物,膜层性能下降。

农机装备生命周期人机设计评价指标体系研究

为了从生命周期视角构建农机装备人机设计评价指标体系,在构建初始评价指标体系基础上,利用Delphi法对15名相关专家进行两轮次不同生命周期阶段指标强代表性意见的问卷咨询,通过专家意见均值、变异系数等实现指标的筛选及结构的优化。在各阶段指标结构及指标项确定后,采用群组AHP法构建基于专家价值判断及个体可靠度的组合型指标权重集。最后以面向成长期的某款拖拉机脚踏板元件设计方案为例,实际验证该指标体系的合理性。该指标体系的构建不仅能从实践层面为产品生命周期人机评价研究提供有效的方法指导,也丰富了基于生命周期的产品设计理论。

高温封接真空平板玻璃的数值模拟及其性能

通过有限元方法对真空平板玻璃的高温封接过程进行了热应力分析,得出真空平板玻璃高温封接过程中的温度场曲线、变形曲线和应力曲线.在整个高温封接过程中,最大变形发生在玻璃板边缘处,变形量为0.154mm.玻璃板的最大应力为39.69MPa,不锈钢支承柱的最大应力为337.9 MPa,均满足强度要求,为真空平板玻璃的高温封接提供了预测和指导.通过对高温封接后的真空平板玻璃进行扫描电镜、能谱和金相组织的试验分析,表明封接层与玻璃板间的界面平直、连续,焊料与玻璃结合紧密、稳定,无明显的化学反应层,玻璃母材没有熔化,玻璃与焊料已经很好地结合在一起,封接温度合适,封接性能可靠.

真空平板玻璃激光焊接的封边试验

对真空平板玻璃进行激光封边试验,分析了激光焊接后的金相组织图、扫描电镜组织图、能谱图.试验结果表明:激光焊接后得到的金相组织结构排布均匀、致密,焊料的断面组织结构均匀结合紧密,玻璃与焊料结合面紧密、熔合较好;能谱分析可以看出结合面处玻璃与焊料的元素已经出现熔合现象;根据试验结果和分析结论可知:采用激光焊接对真空平板玻璃进行封边可以得到理想的焊接结合性能与组织结构,说明激光焊接是真空平板玻璃封边的一种有效焊接方法.

润滑条件对管件液压成形结果的影响

介绍了液压成形技术在国内外的现状以及常用分析方法,对管坯与模具之间的摩擦机理进行了分析。通过数值方法和实验研究,探讨了润滑条件对汽车仪表板梁成形过程中的补料量、管坯壁厚等参数的影响,为实际生产中补料量的确定、润滑方案的选择、模具的设计等提供理论参考。

工程车辆驾驶室落物保护结构优化与试验研究

工程车辆驾驶室落物保护结构包括顶保护结构和前保护结构两大部分。针对工程车辆驾驶室落物保护结构的特点,运用非线性有限元软件(LS-DYNA)模拟了落锤冲击顶保护结构的过程,研究了顶保护结构在落锤冲击下的破坏情况,得出了现有的顶保护结构整体刚度偏小的结论。对其抗冲击性能不满足标准要求的原因进行了分析研究,对影响顶保护结构整体刚度的主要因素进行了正交优化,使得数值模拟得到的抗冲击性能达到了国标要求。在此基础上,对前保护结构进行了力学性能分析,并进行了试验研究,通过对比有限元分析结果与试验结果,验证了二者的一致性。

某校车车身骨架和车架电测试验

以某国产校车的车身骨架和车架为研究对象,根据国家的校车车身应力测试标准,搭建车身骨架和车架试验测试平台,在车身骨架和车架上共选取60个测试点,对其在满载弯曲和满载扭转工况下进行电测试验,从而掌握其应力分布情况,校核车身骨架和车架原始设计时的结构刚度和强度,为车身骨架不足之处的改进和优化提供试验依据.