基于模态追踪技术的模组等效模型参数优化

新能源汽车的动力电池系统通常包括多个模组,单个标准模组由顶盖、端板、侧板、底板、电芯、汇流排、采样线束等组成。若在动力电池系统层级建立详细的模组模型,网格数量将达到数百万级,会导致建模时间成本与计算成本大增。针对某标准模组建立等效模型,根据模组的自由模态测试数据,引入模态追踪技术进行参数优化,获取最佳匹配的等效模型参数。参数优化得到的模组简化模型可大幅降低动力电池系统层级的建模与计算成本,有利于动力系统层级后续的有限元分析及优化工作。

基于模态追踪技术的微硬盘驱动臂频率拓扑优化

以微硬盘驱动臂的1阶扭转、纵向弯曲和横向弯曲振动特征频率最大化为目标,基于各向同性惩罚材料插值模型,建立了驱动臂结构动力学特性的拓扑优化模型。引入模态跟踪技术避免了模态振型的变化,利用灵敏度滤波技术抑制了棋盘格效应和网格依赖性等数值奇异性问题,构建了基于模态灵敏度排序的材料更新算法,提出了针对特定振型频率最大化问题的结构动力特性拓扑优化方法。数值研究结果表明,基于模态跟踪技术的结构频率拓扑优化方法,显著提高了微硬盘驱动臂结构的特征频率,为有效改善微硬盘驱动臂的动态性能提供了一种新的途径。

基于模态追踪的地铁车辆低频横向晃动分析

为研究车体低频横向晃动的原因及提高旅客乘坐舒适性,首先依据模糊数学的欧式贴近度准则,有效追踪和分析了车辆各刚体模态随速度变化的情况;其次,基于欧式贴近度定义整个系统所有模态之间的耦合度;最后,以降低车辆系统的耦合度为优化目标,对悬挂参数进行优化。计算结果表明:在某一速度下,当转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率接近时,两者振型极为相似,欧式贴近度接近于1,转向架蛇行运动与车体横向运动发生共振,使车体横向发生低频晃动,此时车辆系统耦合度最大。对车辆悬挂参数优化后,可有效降低系统内的耦合度,减少转向架蛇行运动对车辆横向振动的影响,消除车体低频晃动现象。

基于模态连续追踪的铁道车辆车体低频横向晃动现象研究

基于Lagrange三次样条插值原理,给出不同速度下车辆系统模态频率的连续追踪方法,并对不同速度下轮对、转向架、整车系统模态进行分析及变化规律的研究,根据模态阻尼异常变化前后相应模态的耦合振动特征,探讨铁道车辆车体低频横向晃动时的阻尼跳变现象及机理,提出基于振型相似度的车体低频横向晃动判定指标。结果表明,本文提出的模态追踪方法能够稳定、准确追踪车辆系统各阶模态;轮对模态频率接近车体模态频率是出现车体低频横向晃动的必要非充分条件,轮对模态与车体模态间的振型切换是车体低频横向晃动的本质原因;将振型相似度作为车体低频横向晃动的判定指标是合理、有效的。

高速动车组车辆系统刚体模态频率转向研究

高速动车组车辆系统模态空间内模态参数演进规律是车辆系统物理空间中响应特性变化的基因。基于局部寻优算法,以车辆系统复模态振型的欧式贴近度为度量指标,提出车辆系统自适应模态连续追踪方法。建立高速动车组车辆系统23自由度动力学模型,对车辆系统模态参数随运行速度变化的演进规律开展研究,并通过虚拟激励法求解系统响应,进一步探讨模态空间中模态参数的演进与物理空间中的多模态耦合响应特性的映射关系。结果表明:所提出的模态追踪方法可依据复模态振型的欧式贴近度自适应速度步长,准确清晰地追踪车辆系统各阶模态;随着速度的提高,以转向架蛇行运动振型为主的模态频率提升至接近以车体下心滚摆和上心滚摆振型为主的模态频率时,模态频率曲线间并未出现交叉,而发生了先趋于集中而后转向分离的“频率转向”现象;车体横向振动的功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)在低频处的幅值明显增大,所对应的频率分别接近于频率转向前车体的下、上心滚摆频率;在频率转向区中,发生“频率转向”的2阶模态振型均主要表现为2阶振型的耦合形态,且其中1阶模态的阻尼比降低,使得耦合模态对应的系统物理响应明显放大,即转向架蛇行和车体下(上)心滚摆耦合模态响应显著增大;平稳性分析结果表明,在频率转向区处高速动车组车辆系统运行平稳性出现明显劣化。研究成果可为轨道车辆模态参数设计和运营速度规划提供参考。

时滞优化对复杂追踪算法精度的影响

盲源分离是实现混合信号分离的一个重要途径,可以分离多个时间相关的高斯信号的混合信号,具有较好的鲁棒性。以一种新的盲源分离算法——复杂追踪算法为例,利用信号的统计特征,分析信号的自相关函数与偏自相关函数,用以确定复杂追踪算法的时滞个数。复杂追踪算法是近期新发展起来的一种结合信号统计特性和时序结构的盲源分离算法,通过找到一个合适的投影方向,使其在该方向投影信号的复杂度最小,从而实现对混合信号的分离。而时滞选择的优劣决定了目标函数的正确与否。最后以三层框架的数值模拟对时滞优化进行了有效性验证。

心肌应变及应变率定量分析方法研究

心肌应变及应变率作为一种客观、无创、方便、准确乃至可定量反映整体和局部心肌发生形变能力及速度的新参数,能够用于评估整体和局部心肌运动及功能,进而检测出处于亚临床状态的心脏早期疾病,对于临床上心脏疾病的早期诊断、及时治疗和预后评估都具有重要价值。目前定量测量心肌应变及应变率的无创性影像方法主要有超声成像、心脏MR成像、心脏CT成像,就心肌应变及应变率定量分析的无创性影像方法的研究进行综述。

铁道车辆车体横向低频异常晃动探究

某些地铁车辆在运行过程中会发生横向低频异常晃动。为探究其原因,对车辆系统各振动模态进行分析。根据欧氏贴进度的定义,追踪各模态随速度变化的规律,并将相似的振动模态进行自动识别和追踪。车辆系统的2种模态在某速度下,当其欧氏贴进度为1时,可能发生共振现象从而造成晃车现象。借助耦合度概念来判断发生车辆系统共振的强弱,耦合度大时,共振现象明显。优化车辆相关参数,降低耦合度,从而消除车辆发生低频异常晃动的现象。