弯道路段货车复杂运动惯性荷载特性与机制研究

弯道路段货车运动惯性荷载具有显著的振荡冲击特性,基于车辆多体系统TruckSim动力学仿真方法结合货车荷载现场试验,定义了5类标准弯道类型和荷载特性表征参数,重点对弯道类型、半径、车速和驾驶行为等因素组合对运动惯性荷载的影响开展了研究。研究显示弯道路段货车运动惯性荷载具有分岔、多种运动模式和振荡效应等复杂特性以及偏载、荷载多向组合和冲击基本特性。分岔特性是弯道路段最重要的荷载特性,与车辆速度、弯道半径和超高存在复杂的耦合关系,且具有临界速度效应。弯道路段车辆存在侧向运动、侧倾运动和横摆运动等多种运动模式,并通过悬架弹簧诱发产生复合运动惯性冲击荷载,对于S型、同向型、反向型和广义型弯道存在纵向加减速、制动运动以及多次摇摆运动,且在出弯后荷载具有振荡效应。分岔行为、偏载和过大惯性冲击是诱发弯道路段过早复杂破坏模式和磨损的主要成因,并给出了荷载分岔计算方法、偏载、竖向和水平侧向冲击系数值域,以期为路面设计和管理提供支持。

货车运动惯性荷载特性实车试验研究

采用美国密歇根科技公司(MSC)货车车轮六分力传感器,采集不同道路线形、车型、载重和路面类型货车轮胎荷载实车试验数据,结合车辆动力学理论进行了典型货车运动惯性荷载特性分析。分析结果显示:惯性运动荷载的量级主要取决车辆质量、质量分布、加速度大小和方向以及轮胎的组数和接地压强,道路线形起伏和平面转换会引起车辆加减速和复杂惯性运动模式。运动惯性荷载分为两类:第一类表现为较大的均匀荷载,另一类为冲击性荷载;在3个方向荷载中,垂向方向上数值最大,纵向和横向水平方向上数值较小,垂向冲击系数可达4以上,远高于目前一般采用的冲击系数值。引起较大运动惯性荷载的敏感位置,一般分布在车速变化和行驶方向变化显著的转弯路段和坡底路段。长时间持续冲击一般由弯道侧倾运动引起;短时冲击是由于在竖曲线上的车辆制动或加减速引起的俯仰运动以及摇摆运动造成。考虑货车的运动惯性荷载作用效应对于货车重载交通路面结构与材料合理设计、桥梁结构弯道设计和车辆管理均十分必要。

柴油机主轴颈运动惯性的理论计算及诊断应用

提出了柴油机滑动主轴承轴颈运动惯性的计算方法，通过对主轴颈垂直运动惯性的理论分析和主轴承磨损故障的模拟试验，揭示了柴油机机身侧面冲击振动的内部激励源及其与柴油机工况、润滑油温度和主轴承间隙的内在联系，提出了一种新的在线监测柴油机滑动主轴承磨损故障的振动诊断方法。

LSM6DB0：运动惯性传感器

ST发布了新系列始终开启（Always-On）的6轴运动惯性传感器。新系列产品符合较低功耗，封装尺寸极小，并具有较好的设计灵活性。产品最大特点是，意法半导体独有的6轴惯性运动感应町运行与传感器相关的所有功能以及客户专用软件，同时功耗降低。

基于惯性运动自适应前馈的磁轴承基座扰动抑制

为抑制主动磁轴承中基座的运动造成转子的振动增大,设计并实现了一种基于惯性运动的前馈控制方法。首先,针对基座运动状态下的磁轴承系统,建立了基座运动的五自由度磁轴承转子动力学模型,然后,分析了在基座进行小幅度复杂运动时转子受扰动力的动力学,提出了一种基于自适应算法的惯性前馈方法。最后,采用搭建的实验平台对不同扰动下开启前馈控制前后转子的响应进行了实验研究。实验结果表明:自适应前馈控制器使能后,磁轴承转子的位移减少了80%以上。设计的自适应前馈控制方法能够有效抑制磁悬浮系统基座扰动对转子振动的影响,大幅提高了磁轴承转子的运行精度,且设计的系统仅需增加一个小体积的惯性微机电测量单元,满足实际工程应用需求。

台风“查帕卡”(2021)在粤西陆架上产生的近惯性运动研究

近惯性运动是海洋中广泛存在的一种频率接近局地惯性频率的海水运动,热带气旋是产生近惯性运动的主要动力之一。本文基于COAWST(Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport)数值模型系统,构建了一个覆盖南海北部陆架的波浪-海流耦合三维水动力模型,并对模型进行了充分验证。利用该模型模拟了2021年第7号台风“查帕卡”在粤西近海陆架上激发的近惯性运动。结果表明,近惯性动能在水平分布上有两个能量高值中心,一个在台风风速最大的近岸区域,另一个在离岸约130 km处,且第二个能量高值中心持续时间更久。在水深40 m以浅的近岸区域,近惯性运动以正压模态为主,表底层流速的相位相同,能量从表层向底层递减。随着水深逐渐增加,在水深70 m到100 m的区域,近惯性运动呈明显的两层结构,表底层近惯性运动的流速方向相反,垂向上出现两个能量高值中心,呈明显的一阶斜压模态特征。通过动力模态分解,发现部分两层结构明显的区域由一阶斜压模态和二阶斜压模态共同主导。随着水深继续增加,更高模态的近惯性运动在总的近惯性动能中占据越来越大的比重。动量平衡分析表明,在水深较浅、风速较大的近岸区域,整个水层内的动量平衡都是由垂向湍流黏性力和压强梯度力主导。而在水深较深、风速较小的离岸区域,垂向湍流黏性力集中在表层和底层,水体内部的动量平衡主要由压强梯度力、科氏力和局地加速度主导。这些结果说明近岸区域主要是风应力驱动的正压波动,而陆架区域,上混合层内的近惯性运动由风应力驱动,混合层以下的近惯性运动则是由正压的压强梯度力驱动的。

南海东北部地转运动与近惯性运动间动能交换的时空变化特征研究

地转平衡运动与近惯性运动是海洋里普遍存在且含能较高的两种运动形态,二者间的相互作用与能量传递在大洋能量串级中扮演着重要角色。然而受到现场观测和数值模式时空分辨率不足等因素的制约,目前对于二者间动能交换的时空变化特征及其在二者动能收支中所扮演的角色尚不清晰。本文利用1/48(°) MITgcm数值模式资料,对南海东北部地转与近惯性运动的动能交换率时空变化特征进行了刻画,并定量评估了动能交换率在二者动能收支中的作用。研究结果表明,在地转动能较强的吕宋海峡区域,二者间的动能交换率显著高于地转动能较弱的南海东北部内区。在吕宋海峡,地转运动向近惯性运动正向传递动能,年平均总动能交换率为3.61×10^(-7)m^(3)·s^(-3),但季节变化不显著;在南海东北部内区,近惯性运动向地转运动逆向传递动能,且受黑潮入侵影响,表现为冬强(-11.37×10^(-8)m^(3)·s^(-3))、夏弱(-5.26×10^(-8)m^(3)·s^(-3))。与风场做功对比发现,二者的动能交换率在地转动能收支中可忽略不计,但在近惯性动能收支中扮演重要角色。

基于非惯性运动状态的气象无人机测风方法研究

针对气象无人机必须匀速直线飞行探测的条件限制,在气象无人机加速平动的状态下,通过引入等效压力,利用能量守恒定律,得出了非惯性运动状态的伯努利方程,建立了气象无人机非惯性运动状态的空速模型,并对非惯性运动状态空速模型的合理性进行了分析,最后进行了仿真实验。结果表明:当气象无人机处于加速平动状态时,本文所提出的气象无人机非惯性运动状态空速模型具有一定的实用价值。

运动惯性信息在视频编解码中的应用

为了改善视频编解码器的性能,提出了一种惯性预补偿技术,可以跟踪由物体运动惯性引起的视频序列在时域上的相关性。借助这种技术,为视频编码器的运动估计单元寻找到相当精确的初始运动矢量,给运动补偿结果带来近1dB的增益。同时,结合简单的前背景分割,这种预补偿技术可以使解码端在仅使用块运动矢量的情况下得到比传统帧插值技术更平滑的重建效果,有效地提高了视频回放的帧率。H.263编解码器的实验表明:上述方法可以提高视频编解码器的实际性能。

基于惯性传感器和LSTM神经网络的人体运动识别方法

面向人体惯性运动捕捉系统,提出一种基于长短期记忆网络(LSTM)的人体运动模式识别方法。设计1个包含2层LSTM层的深度学习神经网络对人体三维加速度信息进行自动特征提取并对多类运动模式进行时序建模,从而实现对运动模式的快速实时识别。实验基于WISDM公开数据集,对人体右腿前口袋部位的三维加速度信息进行分析,验证模型识别人体慢跑、步行、坐、站、上楼、下楼运动过程的准确率为97.5%,并通过对比实验验证了该方法的有效性。为基于移动设备及可穿戴设备的人体运动识别研究提供了一个可行的方法。

基于高速摄影和微惯性姿态测量的人-枪运动特性测试研究

自动武器射击时的人-枪运动特性是武器人机工效评价和人-枪系统动力学建模的重要依据。为了获得某无托型自动步枪射击时的人-枪运动特性以及定量对人-枪运动参数作出估计,探索了高速摄影与MTI惯性运动测量相结合测量人-枪运动特性的新方法。采用高速摄影机从侧面获得人-枪系统运动特征点的运动信息,经过相关处理获得射击过程中步枪前后及俯仰的运动特征,同时运用MTI惯性测量系统测得步枪枪管轴线三维角运动参数。结合射击时自动机的实际运动情况,通过对高速摄影与惯性姿态测得的俯仰角运动结果进行对比与分析,验证了高速摄影与MTI惯性运动测量结果的可信性。研究结果表明,两种方法相互补充能更全面地反映人-枪运动特性,为人-枪运动参数的获取提供了新的测试手段。

飞机滚转时惯性耦合运动的分岔分析

飞机非线性运动稳定性是非线性飞行动力学的重要组成部分 ,分岔分析则是非线性动力学系统运动稳定性分析的主要内容。应用中心流形的降维技巧和分岔分析方法 ,给出了一种快速有效的稳定性研究方法 ,并对飞机滚转时的惯性耦合运动进行了分岔分析和稳定性分析。本方法简便易行 ,可以大大减少计算工作量 。

系统整体作惯性运动时理想气体的体积功

利用力学原理和麦克斯韦速度分布律，从分子运动论出发讨论当系统整体作匀速直线运动，理想气体在压缩或膨胀时，外界所作的元功，从而说明理想气体作功的实质及其适应范围．

暗宇宙、马赫原理和惯性运动

从牛顿力学到爱因斯坦狭义相对论。惯性运动、惯性系和相对性原理起着突出的作用．具有极其重要的意义。然而，有关惯性运动、惯性系的起源问题一直没有解决。

定轴转动刚体的惯性运动分析

物体的惯性是指物体保待其原有运动状态不变的性质.物体作惯性运动,其本质就在于物体具有惯性,所谓惯性运动也就是指物体不受外力作用(或所受外力的合力为零时)。

试论惯性运动与惯性参考系

对牛顿第一定律以及惯性参考系进行了详细的讨论 ,在否定绝对静止和“不受力物体”的前提下 ,否定存在纯粹的匀速直线运动。指出 ,自然界中最基本的运动乃是物体在引力场下的匀速圆周运动 ,通常所谓的匀速直线运动只是匀速圆周运动的一个微小局部 ,因此应将匀速圆周运动定义为物体的惯性运动 ;将建立在力心上的 ,描述这种圆周运动的坐标系定义为物体的惯性参考系。认为物体的运动与受力都是相对的 ,每个物体都有自己的惯性系 ,并且是唯一的 ;还认为牛顿定义的惯性运动与惯性系是在局部小范围内观察物体的运动行为的一种总结与描述 ,是一种近似关系 ,不能成为一种普遍规律。推论出在“两参考系作匀速直线运动”这一假设下得出的伽里略坐标变换仍是近似关系。由于洛伦兹变换同样具有“匀速直线运动”的本质 ,本文对它是否真的能解释宏观物体的高速运动 。

由热带气旋进入海洋近惯性运动能量的估计

根据美国联合台风警报中心(JTWC)最佳路径资料,采用Bogus方案构造了西北太平洋2000—2006年包含热带气旋的风场,作为海洋模式POM的风应力驱动,研究了西北太平洋热带气旋进入海洋近惯性运动的能量分布、传播等特征。结果表明,考虑热带气旋后西北太平洋近惯性能量增加了三倍多,约为5.14×10-3TW,其中大部分能量在低纬产生,且近半数存在于50 m以上,85%发生在海表面至水下500 m,还有15%能达到更深层次。热带气旋产生的近惯性能量在下传时,其传播方向和速度随深度呈明显差异:在上混合层,能量基本均匀,平均能在此滞留约2 d然后下传;在200 m以上,能量以垂直下传为主,下传速度非常快;在200～800m左右,能量下传路径发生右偏,下传速度较慢;在800 m以下,下传速度重新加快,并向TC路径靠近。

非惯性运动下声波的多普勒效应

由于惯性运动的苛刻条件,生活中没有绝对的惯性运动,更多的是非惯性运动;因此,在生活中应用声波的多普勒效应时,须考虑声源和观察者运动的加速度.本文用时空结合的方法,描述出观察者或声源沿声波方向做匀变速直线运动的多普勒效应及其相应的表达式.结果表明,多普勒效应不仅与观察者相对声源的运动初速度有关,还与其相对加速度有关.

一种磁吸附式微小型惯性粘滑运动平台研究

在显微操作领域中,要求运动平台能在狭小空间中实现高精度的位姿调整,因此,该文提出了一款整体尺寸仅10 mm×10 mm×10 mm的惯性粘滑精密跨出度定位运动平台。该结构的设计采用将惯性部分与滑块部分集成为一体的设计方案,摩擦力使用磁铁来提供。对惯性粘滑运动平台中的柔性铰链进行尺寸优化,并使用有限元分析软件进行校核,验证理论分析的正确性。测试样机性能结果表明,水平方向最大运动速度为4.966 mm/s,竖直方向上运动速度可达2.1 mm/s,正、反向最大单步位移分别为2.984μm和2.349μm,步长重复性良好。实验证明,该样机具有体积小,运动速度快,步长重复性稳定等特点,适用于狭小空间内的高精度运动。

质点和刚体的惯性运动

质点惯性运动的概念基于惯性定律.惯性运动的本质在于物体具有惯性.惯性运动的本意是要说明它是不受力作用的,按物体之惯性而进行的一种运动.遵循这一思想,要把惯性运动的概念推广到刚体,应根据动力学定律由动力学基本特征量来下定义.有关文章提出惯性运动应由运动学基本特征来下定义,值得商榷.