帘线钢XLX72 A中氧化物夹杂的演变解析与去除

针对φ0.175 mm及以下规格细丝帘线钢夹杂物演变控制与去除问题,通过采用Si-Mn脱氧、造碱度为0.7~1.0的精炼顶渣和30 min以上的软吹等过程工艺,对帘线钢中的夹杂物进行转变控制和去除的试验研究。试验结果表明,LF精炼过程钢中夹杂物数量不断增加,软吹过程中,夹杂物数量先快速减少,软吹到30 min时减少到了2~3个/mm^(2),继续软吹时夹杂物数量略有增加;而LF精炼和软吹过程钢中的氮含量不断增加,全氧含量不断下降,上连铸时钢中的氮含量为0.0034%~0.0038%,全氧含量为0.0012%~0.0014%,最终得到夹杂物数量不超过3个/mm^(2),钢水上连铸时氧化物夹杂尺寸<10μm,且没有氮化钛(TiN)夹杂和纯Al_(2)O_(3)夹杂或高Al_(2)O_(3)含量的夹杂,完全满足用户的使用要求。

爆裂轮胎精确建模及其动态特性仿真方法研究

汽车行驶中轮胎突然爆裂是极其危险的行驶工况,但轮胎爆裂过程的准确测试分析难度很大,而其现有仿真方法因需大幅简化使得难以描述轮胎爆裂过程的瞬态特性。针对此问题,本文中提出分别模拟胎内、外空气,且考虑轮胎各种材料失效特性、胎内空气与轮胎车轮总成流-固耦合的汽车轮胎爆裂过程仿真分析方法,实现轮胎滚动中爆胎过程的瞬态动力学特性仿真;并通过对比仿真和理论计算结果,验证仿真模型的正确性;同时,通过计算还获得爆裂轮胎内部空气泄漏规律和路面对轮胎径向力的变化特性,以及轮胎速度、胎压与裂口尺寸对爆胎过程持续时间和轮胎力学特性的影响机理。本文工作聚焦于仿真方法研究,对掌握爆裂轮胎瞬态特性、研究爆胎后整车动力学控制策略具有意义。

爆胎汽车整车运动分析及控制

通过轮胎试验得到GT175/60 R14轮胎在正常胎压及零胎压下的力学特性参数,以此为依据,运用CarS im软件对爆胎汽车进行整车动力学仿真,找出汽车偏航原因,分析驾驶员不同操作所引起的整车运动性能变化以及汽车稳定性控制系统对爆胎汽车的影响。仿真结果表明,稳定性控制系统对于减轻爆胎带来的后果具有积极的作用。

爆胎汽车的稳定性控制

根据轮胎实验结果,对爆胎汽车的运动特性进行了分析,提出了利用差动制动的方法对汽车的运动轨迹进行控制,结合传统的稳定性控制方法,进一步研究保持爆胎汽车稳定性的控制方法。该控制方法充分考虑了爆胎后汽车运动特性变化、爆胎时轮胎力冲击等因素的影响,且能防止轮胎脱圈,可以有效地保持爆胎汽车的操纵稳定性。最后利用CarSim软件进行仿真研究,验证了该控制方法的可行性。

爆胎汽车的轨迹跟踪与稳定性控制

通过对高速公路环境中爆胎汽车运动特性的分析,提出了基于主动前轮转向-差动制动的协调控制方法。根据爆胎汽车存在多变量、参数时变等复杂特性,以及执行机构饱和等约束条件的特点,采用模型预测控制方法设计主动前轮转向控制器实现汽车爆胎后的轨迹跟踪控制,同时通过对后轮进行差动制动提供内环控制输入以保证爆胎汽车的侧向稳定性。在高精度汽车动力学仿真系统中的验证表明,与仅采用主动前轮转向控制相比,爆胎汽车能够在较小的前轮转角控制作用下以很小的侧向偏移保持在原车道继续行驶,稳定性也得到提高。

爆胎汽车建模与仿真分析

通过将轮胎简化为串联弹簧系统,对爆胎过程中轮胎径向特性变化进行了数学描述。结合爆胎轮胎切向力学特性变化,利用Simulink建立了14自由度爆胎整车模型。在100 km/h直线行驶与弯道行驶工况下,利用该模型对爆胎车辆侧向加速度、横摆角速度、车身侧倾角与Carsim进行对比仿真,所得结果较为一致。该模型对爆胎过程有了较为完整的数学描述,为爆胎车辆建模提供了基本框架。

基于Dugoff轮胎模型的爆胎车辆运动学仿真

研究爆胎车辆运动模型问题,车辆行驶过程中发生爆胎易引起交通事故。根据实车试验得到爆胎后车辆的运动特性比较困难,通过对轮胎力学特性的研究,考虑到爆胎后轮胎刚度和有效滚动半径等参数的变化,在Dugoff轮胎模型的基础上,建立一种能够描述轮胎爆胎力学特性模型,并在Simulink中搭建了七自由度整车仿真模型。假设在驾驶员不干预的情况下,仿真了车辆在高速直行和转向时发生爆胎后的运动状况,并对爆胎导致车辆偏航的原因进行了分析。结果表明,搭建的模型可以真实反映爆胎后车辆运动特性的变化,并为稳定性研究提供了依据。

爆胎汽车电动助力转向系统补偿力矩算法

针对电动助力转向(EPS)系统可以根据汽车运动状态和驾驶员输入自由设计助力转向力矩的特点,研究了爆胎汽车EPS系统补偿力矩算法。通过建立EPS系统模型和爆胎动力学模型,计算爆胎产生的方向盘冲击力矩,在EPS系统助力转向电流基础上加入补偿电流,从而衰减冲击力矩。通过仿真试验对爆胎补偿力矩算法进行分析和验证,结果表明控制算法可以有效地对爆胎产生的方向盘冲击力矩进行补偿,减少驾驶员由于爆胎产生的不适感。

用于爆胎车辆仿真的驾驶员模型

分析了驾驶员模型在汽车爆胎仿真应用中存在的问题及爆胎后车辆响应特性的变化,指出爆胎后车辆响应特性发生改变是导致驾驶员模型不能控制爆胎后汽车回到原路径的根本原因。建立了考虑爆胎后车辆左、右转向特性不对称的驾驶员模型,并进行了仿真。最后在原驾驶员模型中加入状态参考器,并对不同车速下的状态参考器参数进行辨识。解决了驾驶员模型在汽车爆胎仿真中的应用问题,为进一步研究汽车爆胎后驾驶员的操作规律及爆胎后汽车的稳定性控制提供了参考。

汽车爆胎附加横摆力矩模型研究

在对爆胎车辆动力学特性进行分析的基础上,建立了爆胎车辆产生附加横摆力矩预估计算模型,并结合车辆电控液压制动系统中进液电磁阀开启时间与制动轮缸压力的相关特性,把附加横摆力矩预估值转化为制动轮缸增压时间,以直接控制车辆各轮缸增压时间来实现差动制动,从而产生相应的抗爆胎附加横摆力矩以平衡车辆。设计了相关试验系统,试验结果表明,该预估计算模型基本可以近似计算车辆爆胎后所需的抗爆胎横摆力矩,为提高汽车爆胎应急自动制动系统响应能力,进一步精准控制爆胎车辆运动轨迹提供了先行条件。

车辆直行爆胎过程的模糊PI控制

车辆的爆胎过程是一个非常复杂的非线性过程,轮胎的力学特性会发生非常快的变化,理论和实验研究都非常困难。根据对爆胎车辆运动特性的分析,建立了二自由度车辆理想运动模型,利用刷子模型模拟爆胎过程中轮胎力学特性的变化,并在Simulink中搭建了七自由度整车模型,仿真车辆在高速直行情况下前轮或后轮发生爆胎后的运动状态。以车辆的横摆角速度作为控制变量,并考虑质心侧偏角的影响,设计了模糊PI控制器,利用差别制动的方式对爆胎车辆进行控制仿真,仿真结果表明,模糊PI控制器能够很好地控制车辆爆胎过程的稳定性,并且能够缩短制动距离。

汽车爆胎应急自动制动系统稳定性控制

为了实现爆胎车辆的行驶稳定性,开发了一种爆胎应急自动制动系统,在发生爆胎后采用自动制动方式让车速在车辆失控前减到安全车速范围或直至车辆停下来,可以弥补驾驶员制动反应时间延迟的问题,辅助爆胎车辆实现安全停车.建立了基于爆胎车辆产生的附加横摆力矩模糊控制模型,应急自动制动系统根据爆胎状况,先通过基于EHB的车辆制动系统对车辆实施与爆胎附加横摆力矩方向相反的平衡力矩,再根据车辆运动状况进行车辆运动轨迹的纠偏控制.设计了模拟试验系统装置进行试验.结果表明:这种爆胎应急自动制动控制策略有利于在车辆爆胎后更短时间内让车辆稳定下来,按原来的轨迹行驶,并让车速减至安全车速.

轮胎气压监测系统分析及国内发展建议

通过对汽车高速行驶爆胎过程的分析,介绍了现代汽车防止车辆爆胎的轮胎气压监测系统(TPMS),并简要分析比较了两种方式TPMS的基本作用和工作原理,结合国内外TPMS的发展现状,对我国修订汽车安全方面的强制性标准提出了建议。

高速行驶汽车爆胎应急控制

分析了爆胎汽车的运动特性,分析了转向和制动操作对爆胎汽车运动性能及控制稳定性的影响。提出了通过对非爆胎车轮联合制动的方法对汽车的运动轨迹和速度进行应急控制,降低驾驶员对爆胎汽车的操控难度。该控制方法采用效率载荷半径变化量和效率侧偏角原则实现制动控制力矩的分配,从另外一个角度探讨了对爆胎汽车前期控制的可能性。

轮胎硫化时间的优化

主要通过气泡点的检测和硫化程度的计算等方法优化了轮胎硫化时间。硫化测温及减时耐久性测试结果表明,9.00R2016PRS811型轮胎存在一定程度的过硫,轮胎性能未达到最佳状态。在保证轮胎性能的前提下,将硫化时间由原来的54m in缩短至48m in,减少了能耗,提高了生产效益。

基于爆胎汽车稳定性的磁流变转向阻尼器的研究

为了提高爆胎汽车的稳定性,提出了使用磁流变转向阻尼器进行爆胎汽车稳定性控制的方案。通过对爆胎汽车运动特性的分析,结合二自由度车辆模型计算出某实验车型爆胎时保持稳定性所需的附加横摆力矩;通过对爆胎汽车的转向横拉杆进行主动控制来约束车轮的转向,防止驾驶员对转向盘的误操作,以减轻爆胎汽车的偏航;通过磁流变转向阻尼器输出的阻尼力对爆胎汽车施加附加横摆力矩,以抵消汽车爆胎产生的横摆力矩,有效地提高爆胎汽车的稳定性。在此研究基础上,对磁流变转向阻尼器进行了特性试验和转向系台架实验。结果表明,所设计的磁流变转向阻尼器随着输入电流的增加,其输出阻尼力随之增加;在输入电流由0升高到2 A时,输出阻尼力显著增加,约增大63倍;在输入电流为2 A时,输出阻尼力最大达到3 800 N,对汽车质心产生的附加横摆力矩达到4 370 N·m,大于理论计算得到的横摆力矩4 308 N·m。说明磁流变转向阻尼器能够在不同车速下输出相应的阻尼力,从而抵消汽车爆胎产生的横摆力矩,可实现爆胎汽车的稳定性控制。

基于LS-DYNA的爆胎历程轮胎刚度特性仿真研究

基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,采用壳单元模型模拟橡胶-帘线复合材料,建立215/60R16子午线轮胎有限元模型,并以不同充气压力模拟爆胎历程,分析不同充气压力下轮胎在垂向载荷、侧向载荷和纵向载荷作用下的变形。结果表明,轮胎刚度随充气压力降低而急剧下降,轮胎发生爆破后垂向刚度、侧向刚度和纵向刚度分别降到正常充气压力下的约30%,38%和40%。本研究获得的不同充气压力下轮胎三向刚度变化特性为爆胎车辆的动力学响应和操纵稳定性分析提供依据。

轮胎气压监测与爆胎自动减速系统

开发出一种汽车轮胎气压监测与爆胎自动减速系统。选用有ABS功能的Passat轿车和无ABS功能的Santana轿车，进行了19次电雷管爆胎试验，试验车速范围99～167．1km／h，系统反应时间范围48～180ms，制动痕迹无明显偏航。试验表明系统在驾驶员制动反应时间内制动减速，对化解因爆胎产生的危险具有很好的效果。

减少轮胎模具中铝合金铸件缺陷的试验研究

针对铝合金铸件存在的缺陷,重点研究了铝合金的精炼净化工艺,提高汽车轮胎模具的外观质量。考察了FDU除气装置进行吹氩处理工艺的铝合金精炼效果及铝合金中气孔和夹杂物去除的效果。现场实践证明,采用FDU除气装置进行吹氩处理的精炼工艺,使铸件质量得到明显提高。

爆胎过程轮胎垂向刚度特性仿真研究

采用Shell单元模型模拟橡胶-帘线复合材料,建立215/60R16型子午线爆胎轮胎模型,分析正常胎压轮胎在垂向载荷作用下的变形情况。垂向刚度仿真结果与实验结果良好的吻合性,表明开发的轮胎有限元模型的正确性。通过改变胎压,获得了不同胎压下轮胎的垂向刚度,进而得到了爆胎过程中轮胎垂向刚度特性,为定量分析和研究爆胎车辆的操纵稳定性奠定了基础。