随机车流下的风-汽车-桥梁系统空间耦合振动研究

在交通荷载观测及统计分析的基础上,获得交通状况的代表性数据,对记录的车型、车重、车距和车速进行统计,在此基础上进行随机车流模拟,编制随机车流模拟程序RTF(Random Traffic Flow),程序中首次全面引入车型、车重、车距和车速4个参数;建立可以考虑任意车辆数目、不同车道以及车辆相向行驶功能的随机车流下的风-汽车-桥梁系统空间耦合振动分析框架,编制相应的分析模块RTFWVB(Wind-Vehicle-Bridge system analysis)。以杭州湾跨海大桥为工程实例,详细研究密集、稀疏运营状态,车流单向、相向行驶以及侧风与车辆移动荷载对桥梁关键部位动力响应的影响。分析表明:密集运营状态下桥梁动力响应明显大于一般运营状态下的相应值;车流方向对桥梁振动影响不大;密集运营状态下车辆移动荷载主要决定桥梁动力响应的均值,而侧风主要影响桥梁动力响应的脉动部分,风速越大波动越显著。

列车-桥梁-汽车耦合振动仿真分析

用多刚体系统模拟列车、汽车车辆,用空间梁单元、杆单元模拟桥梁。采用密贴假定及蠕滑理论处理轮轨接触关系,设汽车轮胎与公路桥面为点接触且不分离建立列车-桥梁-汽车耦合振动分析模型,编制仿真分析软件。以某公路、铁路两用桥为例进行列车-桥梁-汽车耦合振动分析。结果表明,列车与汽车同时上桥且随汽车数量增多,列车机车及车辆的竖向加速度、脱轨系数、轮重减载率最大值明显增大,汽车对列车运行安全性具有不利影响。

风-汽车-桥梁系统空间耦合振动研究

为了考虑侧风引起的车轮相对于桥面的侧向相对滑动,在车轮与桥面之间引入了一个特殊阻尼器,这个阻尼器的阻尼系数依赖于车辆与桥梁的竖向耦合运动。在综合考虑路面粗糙度、车辆悬挂系统以及车轮相对于桥面侧向相对滑动的基础上,提出能够考虑桥梁的静风响应、抖振响应、汽车-桥梁耦合振动、系统的时变特性以及结构几何非线性和气动荷载非线性影响的风-汽车-桥梁系统空间耦合振动分析模型,编制了相应的分析程序。该程序既可以预测不同路面粗糙度,车速以及干、湿、雪、冰路面状况下行驶于桥梁上车辆的行车安全性,也可以评价低风速下车辆驾驶舒适度以及侧风和车辆移动荷载对桥梁振动的影响。

基于逻辑回归的二轮车-汽车碰撞事故深度分析

以中国交通事故深入研究（CIDAS）数据库的二轮车-汽车碰撞事故为样本案例,运用PC-Crash软件进行事故重建,获得碰撞信息;对事故案例进行深度分析,得出质量比、保险杠高度、保险杠宽度、碰撞速度、碰撞类型与骑乘人员损伤程度等事故特征参数的统计分布;利用逻辑回归分析方法,研究二轮车骑乘人员损伤程度与质量比、保险杠高度、保险杠宽度、碰撞速度和碰撞类型之间的相关性。结果表明：在城市道路环境的碰撞事故中,质量比大于20;汽车的碰撞速度大于40km/h;二轮车速度为20~30km/h;保险杠高度为0.4~0.5m;前端碰撞情况下造成骑乘人员受致命伤的概率最大。此结果可为制定有利于二轮车骑乘人员损伤保护的策略提供参考。

基于遗传算法的驾驶员-汽车闭环系统行驶方向稳定性研究

在驾驶员-汽车闭环系统操纵动力学模型基础上,将驾驶员模型参数变化范围用区间数表示,用遗传算法对非对称区间矩阵特征值问题进行求解,从系统与控制理论角度定量地揭示了驾驶员对汽车行驶方向稳定性的影响。分析结果表明:本文方法可以应用于“使车适合于人”的汽车操纵动力学设计。

液压反铲-汽车采矿工艺在平果铝土矿的应用与发展

系统总结了平果铝土矿自投产以来,液压反铲—汽车采矿工艺的应用与发展。通过多年的实际和探索,在平果矿该工艺逐渐取代铲运机工艺而成为矿山的主体采矿工艺。介绍了4种主要的反铲作业方式及其特点,对开采设计及实际生产中的工艺设备配置具有指导意义。

关于露天矿电铲-汽车装运系统中备用运输车辆的数量

电铲-汽车装运系统在露天开采中用得很普遍。在这种系统中作为一种规则,通常采用备用运输车辆。用于确定备用车队规模的建议和规则对于一个既定装运系统所需车辆数量的估计可能有明显差别。本文在考虑到汽车技术经济参数、汽车使用过程以及可靠性指数的情况下研究了备用运输车队规模的正确选择问题。

电铲-汽车联合装运中两种调车方式的随机模拟与对比

矿山生产过程受复杂的环境影响,有很大的随机性和不确定性,计算机随机模拟就是根据各变量的概率规律建立一个虚拟模型并使之在计算机上运转。本文把矿山开采过程中电铲———汽车联合装运中两种调车方式中的几个变量,即分析电铲故障频率、每次故障持续时间、电铲装车时间、运行时间、卸载时间、空车运行时间等变量的概率分布规律。然后在计算机中产生符合这些概率分布的随机数,通过改变不同调车方式,找出尽可能发挥设备效率的途径。

生产计划阶段确定电铲-汽车配合的数学方法

本文深入研究了露天开采作业中最主要的方面,即如何准确选定装载、运输设备的机台数量。根据某些初始的、显而易见的因素和相应的数据,提出了一套数学计算式,以获得考虑整个露天开采作业所要求的设备的准确机台数量。

汽车-动力两轮车碰撞前驾驶员风险感知研究

人机共驾阶段人类驾驶员对驾驶环境保持较高的风险感知水平是保证及时有效、稳定安全接管的核心。本研究通过开展风险感知模拟驾驶试验,获取了驾驶员在典型汽车-动力两轮车碰撞场景下的驾驶行为及脑电响应数据。从驾驶行为层面以制动TTC(time to collision)和平均加速度为评价指标,利用分位数回归构建了驾驶员风险感知量化模型,通过独立样本检验发现驾驶经验、碰撞场景类型对驾驶员风险感知存在显著影响。在脑电响应层面,通过双独立样本检验及FDR校正发现Alpha频段与驾驶员风险感知显著相关。此外,提出了驾驶员风险感知神经机理,包括视觉感知与认知加工两个阶段。研究结果有助于提升人机共驾汽车的安全性。

斜独塔混合梁斜拉桥风-汽车-桥梁系统耦合振动研究

针对公路汽车三维绕流特性显著的特点,按照准定常理论推导了适用于公路汽车的脉动风荷载表达式。将自然风、公路汽车、桥梁作为一个统一的相互作用系统,采用风-汽车-桥梁系统耦合振动分析模型,以某斜独塔混合梁斜拉桥为工程背景,研究侧风作用下汽车-桥梁耦合振动特性,并讨论了汽车-桥梁振动的影响因素。研究结果表明:由于桥梁和汽车的气动特性差异,桥梁的竖向抖振现象较横向抖振现象突出,而汽车的横向振动现象较竖向振动更明显。

引入驾驶员行为的风-汽车-桥系统耦合振动研究

对现有解决风环境下车辆行驶问题的驾驶员反应行为模型进行了回顾和对比,采用改进的Baker驾驶员反应行为模型,引入了考虑驾驶员反应行为模型的车辆运动平衡方程、变形以及力的协调条件,建立了引入驾驶员反应行为模型的车辆事故分析状态矢量空间方程,将其与以往未引入驾驶员反应行为模型的风-汽车-桥系统所建立的汽车和桥梁2个子系统运动方程进行耦合,从而建立了引入驾驶员反应行为模型的随机车流下的风-汽车-桥系统运动方程,并对该方程的求解方法进行了研究,编制了相应的分析模块;对已有的车辆事故评价准则进行了改进,给出了对应于不同风速的风致车辆事故临界车速。结果表明:该分析模块由于引入了驾驶员反应行为模型,从而可以同时进行行车安全性分析和舒适性评价。

面向需求响应的电动汽车-充电桩负荷聚合调度优化策略

近年来,城市电力峰谷差不断增大,仅仅依靠发电侧资源很难维持电力系统的实时平衡。电动汽车-充电桩负荷作为一种典型的柔性负荷,可以利用网络信息技术、大数据分析手段和市场机制,将区域内可调度的电动汽车负荷资源聚集参与需求响应。从负荷聚合商角度出发,提出了一种基于随机选择电动汽车影响因素,按照概率密度计算电动汽车集群负荷情况的建模方法,并制定了优化调节策略,聚合电动汽车集群参与需求响应市场,削减了区域内电力峰值,降低了参与响应用户的充电成本。未来,在电力市场化背景下,利用需求侧大量微小负荷资源聚集响应将成为确保资源有效分配的重要工具。

汽车-摩托车碰撞事故中骑车人头部损伤仿真分析

首先利用交通事故模拟再现分析软件PC-Crash,对汽车与摩托车碰撞运动过程、摩托车驾车人碰撞后运动状态、头部伤害状况开展仿真试验研究,考察碰撞速度、碰撞角度等典型因素对摩托车驾车人头部损伤指标HIC的影响,总结出碰撞事故中摩托车驾驶者头部受到伤害的规律;其次,选取真实事故案例进行仿真再现分析,对采用的碰撞仿真方法用于汽车-摩托车事故模拟的可行性和准确性进行实例验证。结果表明,在碰撞角度较小、摩托车车速较低、轿车车速较高时,摩托车驾车人头部与轿车车身碰撞造成头骨骨折伤害的概率增大,且伤害风险随轿车车速增高而增大。可为摩托车与车辆碰撞机理和摩托车驾车人保护措施的进一步研究提供参考。

汽车-护栏系统的碰撞特性

针对高速公路上轿车碰撞路侧护栏的交通事故形态的特征,建立"含乘员约束系统的汽车-护栏-道路"系统有限元模型,采用显式动力学有限元方法,对汽车撞击双波护栏过程进行数值模拟,并通过实车碰撞护栏试验加以验证。分析了影响系统碰撞特性的因素、系统能量吸收耗散规律、双波梁护栏等主要部件的吸能效果和乘员运动轨迹,对乘驾安全性进行了评价。

汽车-摩托车碰撞事故中骑乘人员损伤差异对比研究

为探索骑乘人员的损伤差异,基于PC-Crash仿真软件,以车型、碰撞车速和碰撞形态为变量进行147组汽车碰撞载人摩托车的仿真,在此基础上用统计学方法分析所得数据。结果表明:绝大多数碰撞条件下,包括不同碰撞车速,骑车人头、胸部和撞击侧下肢损伤指标参数的均值均高于后座乘员;此外,当碰撞车速分别为45和50 km/h时,骑车人和后座乘员的头、胸部损伤都超过其安全界限。

基于遗传算法的四轮转向-驱动汽车时变LQR控制

四轮转向-驱动汽车相较于传统车辆能保证四轮转角/转矩独立可控,具有十分优异的主动动力学控制性能。文中针对四轮转向-驱动汽车转角转矩的协调控制提出了一种基于遗传算法的时变LQR控制系统。该系统区别于传统的线性化轮胎参考模型,考虑轮胎的变刚度特性建立线性时变系统,并利用遗传算法对状态量的控制权重矩阵进行优化。仿真结果表明,在给定的转角阶跃输入下,考虑轮胎非线性特性的时变LQR控制系统相较于线性化模型控制系统,对质心侧偏角的零化效果更优异,横摆角速度对理想值的跟踪精度提升3.01%。在高速低附路面下的双移线工况仿真表明,基于遗传算法的时变LQR控制系统能确保车辆具有较好的轨迹跟踪能力,最大侧向位移误差控制效果相较于前轮转向车辆提升44%。

汽车-自行车碰撞事故中骑车人头部损伤仿真分析

首先利用PC-Crash软件,建立自行车、骑车人和汽车模型,并在不同碰撞条件下进行汽车-自行车碰撞事故的计算机仿真。然后根据得到的碰撞过程中骑车人头部加速度曲线来计算头部HIC值。最后利用所得的HIC值,分析了不同碰撞条件对骑车人头部损伤情况的影响。这为汽车-自行车事故的骑车人保护研究提供了依据。

首钢水厂铁矿汽车-胶带半连续运输系统设备配套优化研究

介绍了大型深凹露天矿汽车-胶带半连续运输系统,各生产环节设备合理选型和优化配套的原则与计算方法。根据矿山实际开采条件,完成了水厂铁矿电铲、汽车、破碎机、胶带机和排土机等铲装运排主要设备的合理选型与优化配套。

基于正交实验的汽车-两轮车碰撞事故再现的参数影响研究

汽车-两轮车碰撞事故再现的关键是确定碰撞速度。本文在动力学分析的基础上建立了汽车与两轮车相互侧面碰撞的模型,得到了两车碰撞速度的表达式;筛选出影响汽车、两轮车碰撞速度推算和事故再现结果准确性的主要参数;通过具体的事故案例设定正交实验,分别获得了对汽车、两轮车的参数影响权重顺序;据此指导PC-Crash对一起真实的汽车-两轮车碰撞案例进行模拟重建。结果表明,按参数权重顺序辅助汽车-两轮车碰撞事故的再现仿真,可用较短时间再现与实际事故情况相吻合的结果。