水陆两栖车辆水上运动特性实时仿真系统研究

为解决水陆两栖车辆水动力性能参数获取难度大、运动姿态预测慢等问题,设计一种两栖车辆水上运动特性实时仿真系统,实现仿真模型的驱动、运动姿态预测以及数据的监测和输出,通过动态流体-物体相互作用数值计算方法对车体动力学系数进行修正,提升了实时仿真系统的精度。在此基础上研制试验样车,对不同工况下实时仿真系统的准确性进行验证。试验结果表明:所构建的两栖车辆水上运动特性实时仿真系统兼具计算精度和计算效率,可以快速准确地预测车辆的运动姿态,适用于多种复杂工况,具有姿态预测的泛用性。新系统在两栖车辆研制阶段、驾驶员培训、半实物仿真演练、复杂环境模拟等方面具有较强的应用价值和应用前景。

地铁车辆屏蔽门控制系统设计及仿真

在城市地铁交通大量投用的同时,地铁车辆屏蔽门控制系统与时俱进的优化,在最大程度上发挥了地铁运行系统的服务作用,促进城市现代化发展。随着屏蔽门系统需求日益提高,其系统设计及仿真要实效性推进。介绍地铁车辆屏蔽门的组成,分析地铁车辆屏蔽门控制系统的需求及设计,围绕地铁车辆屏蔽门控制系统的控制算法、仿真分析及设计实现重点探究。

铁道车辆技术虚拟仿真实训基地创新平台建设研究

按照“校企协同育人、理实虚用融合”的建设思路,以企业运用维修过程的技术链为主脉络,基于“虚拟+真实”,结合原有铁道车辆真实实训项目,建设具有智慧性、可发展性、可实践性的铁道车辆技术虚拟仿真实训基地创新平台,完善了铁道车辆专业群的数字化、虚拟仿真教学内容,为职业院校虚拟仿真实训基地建设提供可行性依据。

电动汽车电控液压制动系统CarSim/Simulink联合仿真研究

针对某款国产电动汽车的电控液压制动系统,文章基于滑移率的比例-积分-微分(PID)控制提出了防抱死制动系统(ABS)模型,以改善车辆制动性能,提高在对开路面上的制动有效性和安全性。首先,使用Simulink软件建立液压电控制动系统的动力学模型;然后,基于滑移率设计PID控制器,并通过1/4车辆模型验证其有效性;最后,利用S函数将ABS控制器的Simulink模型输入CarSim平台中,开展CarSim/Simulink双平台联合控制仿真。结果表明,基于滑移率的PID控制的ABS对比无ABS的车辆,制动性能更加优越,在对开路面上制动稳定性更加明显。

基于虚拟现实的轨道交通车辆数字孪生仿真系统

[目的]为了提高轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性,依托VR(虚拟现实)技术,构建了轨道交通车辆数字孪生仿真平台。[方法]通过轨道交通车辆数字孪生三维模型与机理模型的层级式构建方法,以及层级式关联映射方法,实现了三维模型与机理模型融合,耦合生成了轨道交通车辆数字孪生三维物理模型,并由此提出了一种轨道交通车辆数字孪生仿真系统以及系统的构建方法。以青岛某地铁车辆及其相应运行线路为研究对象,通过搭建的VR平台及车辆自动驾驶控制算法,对该仿真系统功能进行了试验验证。[结果及结论]试验表明,列车实际运行速度与控制运行速度误差均在±1.5 km/h内,证实了模型的有效性。轨道交通车辆数字孪生仿真平台的构建方法为提升轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性提供了新的技术思路。

面向果园车辆自主导航算法的仿真测试平台设计

为测试和评价果园车辆自主导航算法的性能,采用数学分析软件MATLAB搭建面向果园车辆自主导航算法的仿真测试平台。仿真测试平台通过构建果园种植模型、激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)测量模型、车辆运动学模型、车辆动力学模型和电机控制模型实现虚拟果园测量和车辆运动过程模拟,通过可视化测量数据、导航过程和导航偏差显示导航结果并评价导航算法性能。对单一模型和平台整体的性能测试结果表明,仿真测试平台可靠,针对基于2D LiDAR的导航路径生成和跟踪算法,仿真测试平台能够有效测试和评价不同果园种植参数及车辆初始状态下的算法性能,满足果园车辆自主导航算法的测试需求。

履带车辆电控机械制动执行机构动力学仿真研究

针对履带车辆机械制动操纵形式电气化转型需求,提出了一种符合履带车辆行车制动功能使用需求的紧凑型、直驱式机电作动机构构型方案,运用ADAMS仿真分析方法对机电作动机构进行动力学仿真,分析获得了作动阻力相关特性曲线和性能参数,初步表明所设计的机电作动机构结构合理;开展了特定电机转速控制策略下的动态仿真,获得了机电作动机构各主要零部件的响应特性曲线,为机电作动机构的优化设计提供了依据.

车辆减速器系统仿真与性能试验分析

针对长大编组车辆驼峰溜放作业的连续多次作业需求,根据驼峰车辆减速器液压系统原理图,通过AMESim建立系统模型,进行仿真分析,获得液压缸在不同温度下制动缓解时的动态特性;制定试验方案,搭建减速器试验台进行性能试验,对三种温度下的试验数据进行分析。仿真和试验结果表明,此车辆减速器系统满足长大编组车辆驼峰溜放作业工况要求,且20℃环境温度下制动缓解时间分别缩短了56%和44%,为车辆减速器的液压系统设计提供案例参考。

基于仿真技术的车辆前纵梁耐撞性多目标结构优化分析

汽车前纵梁是车辆正面碰撞中最关键的支撑及吸能部件。该文以某SUV的前纵梁为研究对象,建立整车碰撞模型,根据薄壁梁特性建立简化的前纵梁碰撞模型,对前纵梁耐撞性进行多目标优化。以仿真试验结果为参考依据,选取前纵梁厚度、诱导槽位置、诱导槽深度为正交试验因素,设计L9(34)正交试验表,以纵梁载荷峰值、最大吸能量为优化目标,通过矩阵分析法,计算各因素及水平对优化目标的权重系数,得到最优结果。结果显示,所设计模型较原模型的整车耐撞性得到进一步提高。

基于动力学仿真的车辆稳态操控特性优化

针对某电动汽车操控稳定性与舒适性较差的问题,利用动力学仿真参数匹配分析方法有效支持实车匹配,并获得显著成效。首先,对前后悬架垂向刚度进行匹配分析,以优化不同偏频下垂向振动所致的车身俯仰响应;为优化前后悬侧倾运动协调性,基于车辆稳态回转工况的多体动力学仿真,以转向外侧前后悬架行程相对于侧向加速度压缩速率的一致性为目标,进行前后悬侧倾刚度的优化匹配;其次,通过动力学仿真研究侧倾、侧向力以及回正力矩转向对整车不足转向的影响,提出基于硬点布置与衬套匹配的整车不足转向度优化途径,为实车调校提供有效的改善思路和方案;最后,实车匹配验证了优化方案的有效性。结果表明:优化后的前后悬垂向跳动与侧倾运动平衡性更佳,稳态操控特性改善显著,主观评分超出目标值约0.5分,操控性能提升约10%。该方案已应用于量产车型,为车辆操控稳定性能开发提供了一种参考案例。

地铁车辆可清洁式均匀送风道数值仿真分析

[目的]随着乘客对地铁车内空气品质和空调均匀送风的追求越来越高,有必要研究提高地铁车辆可清洁式送风的均匀性。[方法]采用CFD(计算流体动力学)法对送风道内气流组织进行数值模拟,优化风道内部结构,并制作了一套全尺寸送风道,进行空调与风道配套试验。[结果及结论]各出风口数值模拟预测风量和试验实测风量整体变化趋势一致;增加隔板后,送风均匀性有较大改善,80%以上的出风口预测风量与试验风量之间偏差在15%之内,其余在15%~20%之间;同时,缓解了入风口相邻出风口的倒吸问题,从而验证了数值仿真计算的可靠性。

基于CST的车辆线束电磁脉冲效应仿真研究

针对等效线束法建模难、计算效率低的问题,探讨了车辆线束在电磁脉冲辐照下不同参数的耦合效应,以提高仿真效率,并分析了车辆线束中相关参数对线束电磁脉冲耦合的影响。首先,分析了车辆线束数量对线束电磁耦合效应的影响,通过控制变量法,改变线束中的线缆数量,观察线束中耦合电压的最大值。然后,改变线缆尺寸和负载电阻,观察线束中耦合电压电流最大值的变化。仿真结果表明,耦合电压的峰值随线缆数量的增大而减小,随线缆尺寸的增大而增大,并且都呈线性变化;耦合电流的峰值随负载电阻的增大而减小,呈幂级数关系。最后,结合仿真结果,对不同参数下的最大耦合电压电流进行拟合,得出其之间的关系,为车辆线束的电磁防护工作提供参考。

高机动履带车辆行驶啮合稳定性影响机理及仿真分析

本文在重点分析履带车辆推进装置啮合稳定性影响因素的基础上,通过履带车辆多体动力学仿真分析模型对其推进装置的啮合稳定性进行仿真分析,所得结果有助于履带推进装置的优化设计,为进一步提高履带车辆行驶系统的啮合稳定性奠定了基础。

地铁车辆LCU热设计及仿真研究

逻辑控制单元(LCU)作为一种电子设备,其工作可靠性和使用寿命主要受到温度的影响。为了提高LCU的可靠性,延长LCU的使用寿命,结合热设计理论和北京地铁某项目LCU系统方案,对LCU热设计进行优化,并通过热仿真进行验证。

地铁车辆不同载客工况客室流场及温度场数值仿真研究

针对地铁车辆乘客数量变化幅度较大的特点,基于AW0空载通风、AW1半冷、AW2定员全冷3种工况,建立包括乘客人体模型、客室空间、风道、门窗、座椅等在内的三维整车全流场几何模型,采用六面体网格进行客室计算域的空间离散,完成客室空间气流组织分布、典型截面速度场及制冷温度场的仿真计算和对比分析。研究表明,地铁车辆空调通风系统及风道的设计合理,整个客室空间的气流组织分布均匀。地铁车辆根据载客人数的变化,通过合理调节送风量及送风温度,减少能源消耗的同时,可以满足车辆工程设计的要求。

基于数学建模和仿真分析的车辆上下台阶通过性研究

通过性是车辆的重要性能之一,台阶是一种常见的通过性考察地形,《汽车通过性试验方法》(GB/T 12541-2023)推荐M类车辆进行上下台阶通过性试验。文章采用理论数学建模和基于ADAMS的仿真分析两种方法进行车辆上下台阶通过性研究,分析了车辆通过目标台阶时各系统的最小离地间隙,计算表明下台阶时挡泥板二和排气系统发生磕碰,需进行结构优化。文章研究方法可以推广至其它地形,在车型设计阶段完成地形通过性能力计算评估可以提前识别并规避动态磕碰风险、节省试验资源、压缩开发周期。

某地铁车辆考虑头罩的碰撞性能仿真对比研究

以某地铁车辆为研究对象,对其耐碰撞性能进行了仿真研究。在碰撞仿真计算中考虑头罩的影响,介绍了相关建模方法和计算理论,分别建立了有头罩和无头罩的地铁车辆碰撞仿真模型,进行了碰撞吸能的对比分析研究。计算结果表明:头罩在碰撞过程中能够较大程度地影响防爬器压缩,减少防爬器吸能,增大列车平均减速度,因此不能忽略头罩在碰撞中的作用。

基于VR的城市轨道交通车辆基地检修模拟仿真及应用

基于车辆基地Bentley BIM数据,采取虚幻4引擎(UE4)进行开发,构建了车辆基地建筑、结构、城轨车辆、管线以及相关设备的VR仿真场景,实现了VR场景中的沉浸式交互、设备操作模拟及设备信息可视化查询等功能。该系统使用头戴式显示设备及z Space作为交互外设,实现了沉浸式可交互的可视化仿真。结合武汉轨道交通野芷湖车辆基地,开发了沉浸式VR交互展示及检修系统,对VR技术在车辆基地检修模拟仿真及应用有着重要的促进作用与参考意义。

基于CarSim的路面模型重构及车辆平顺性仿真分析

根据CarSim软件中路面文件的特点,建立了三维虚拟路面模型,验证了所建模型的正确性;结合建立的车辆模型在软件中进行了随机路面平顺性仿真分析,结果表明该车在常用车速下满足平顺性的要求。在仿真结果与试验结果对比的基础上,分析了产生误差的原因以及改进的措施。探索了在CarSim中建立虚拟路面的方法以及利用CarSim软件研究整车平顺性分析的途径,为进一步进行整车动力学分析提供了依据。

基于CarSim和Matlab的智能车辆视觉里程计仿真平台设计

基于特征的视觉里程计系统主要由特征检测与跟踪模块以及位姿计算模块两部分组成。为分析车载视觉里程计系统中引入车辆运动学约束的位姿计算算法性能,根据摄像机成像及视觉几何学原理,采用Matlab结合车辆动力学仿真软件CarSim建立车载视觉里程计仿真平台。该仿真平台由车辆运动仿真模块、成像仿真模块、数据显示与分析模块组成,仿真平台的测试对象为视觉里程计的位姿估计算法模块。该仿真平台充分考虑车载视觉定位系统的运动特性,为研究车辆运动学约束在视觉里程计系统中的应用提供新的思路和工具。对提出的一种全新的基于车辆运动学约束的位姿估计内层算法,在此仿真平台上进行性能验证。仿真结果表明,该算法在计算精度与效率上都能够满足实时车载视觉定位的要求。