卡车刹车鼓温度及差速器油温监控预测系统设计

为防止卡车在长时间刹车后,刹车鼓温度过热或高负载情况下差速器油温过高而发生事故,文章设计一种基于STM32F429和STM32F103单片机协同工作的卡车刹车鼓温度、差速器油温监控与预测系统。该系统以STM32F429单片机为主处理器,利用控制器局域网(controller area network,CAN)总线和以STM32F103为核心的从处理器进行及时数据传输和存储,并融入STemWin系统设计人机交互界面,基于自回归求积移动平均理论建立温度预测模型。仿真结果表明:该系统稳定可靠、预测精准,能有效减少因刹车鼓温度或差速器油温过高而引起的事故。

鼓式制动器温升计算研究

在考虑道路条件和车辆运行状况的前提下,研究了汽车鼓式制动器的摩擦生热过程、辐射换热过程和对流换热过程,建立了其温升计算的数学模型。在相似理论和量纲分析理论的指导下,进行鼓式制动器对流换热试验,得出了鼓式制动器对流换热的求解公式。试验验证结果表明,采用所建模型计算得到的温升曲线与试验测得的曲线变化趋势基本相同,最大误差约为20%。

试验构建鼓式制动器的摩擦模型

针对鼓式制动器在高制动初速、高气压下制动力矩的台架试验值与设计值存在较大偏差的问题,对试验测量的制动器制动力矩进行二元线性回归分析,建立了鼓式制动器的幂函数摩擦模型。进行了显著性检验和失拟性检验,检验结果验证了所建立的摩擦模型有效,可提高整车制动效能模拟计算精度。

重载货车制动鼓温升模型建立及应用

针对重载货车在高速公路长大下坡路段事故多发的问题,运用汽车动力学理论和热力学理论,以‘东风大力神重卡DFL3310A10’为试验车在典型长大下坡危险路段进行了现场试验,结合发动机制动和排气制动试验建立了重载货车在采用辅助制动条件下的制动鼓温升模型.结果表明:预测模型准确可行;对重载货车几种典型行驶情况定量分析了超载、超速对行驶安全的影响,分析数据与试验数据吻合度高.

基于ANSYS鼓式制动器有限元模型的建立与分析

通过对鼓式制动器的受力分析,建立了其关键受力部件的力学模型。基于鼓式制动器实体模型建立了其有限元模型,为了更真实模拟制动器的工作状态,将制动蹄、制动鼓和摩擦衬片作为一个整体进行分析,研究了其工作状态下摩擦衬片的压力分布、制动力矩、制动器的应力分布和制动器的变形。这为鼓式制动器的改进设计提供了可靠依据。

基于全接触的鼓式制动器受力研究

为了更真实模拟制动器的工作状态,本文建立了鼓式制动器力学模型,并利用SolidWorks实体建模软件,建立鼓式制动器三维实体模型,同时将SolidWorks、HyperMesh和ANSYS相结合,对鼓式制动器全接触模型进行有限元分析。分析结果表明,在制动器工作状态下,凸轮轴的最大应力为1 253 MPa,分布在凸轮轴与制动凸轮交接处,超出了材料的强度极限;摩擦衬片的最大压力为5.192MPa,分布在从蹄靠近凸轮端,符合制动器工作的实际接触情况;制动蹄的最大应力为915.8MPa,分布在从蹄上制动凸轮促动力作用区域,这个区域出现了应力集中,应该对制动凸轮形状进行调整;支撑销的最大应力为226.2 MPa,分布在领蹄与支撑销接触区域,虽然没有超出材料的强度极限,但安全系数较小,应该适当增加支撑销轴轴径。该研究为鼓式制动器的改进设计提供了可靠依据。

基于差分进化的粒子群算法的鼓式制动器多目标优化设计

为了提高鼓式制动器的设计水平,建立了一种以制动鼓体积最小和制动器温升最低为目标的鼓式制动器多目标优化模型,并使用一种基于差分进化的粒子群算法进行优化设计。为了进一步增加算法多样性,该算法将差分进化策略引入到多目标粒子群算法中;为了避免粒子飞行速度过快,陷入局部最优解,加入一种速度控制策略。通过无约束的ZDT系列和三个有约束的基准测试函数进行测试,并与其他四种算法进行对比实验,证明该算法在收敛性和多样性方面都占优,在工程实例的求解结果表明了算法的工程可行性。

基于UG软件的鼓式制动器三维建模与装配

制动器是汽车的重要安全装置,为对汽车鼓式制动器进行性能分析和结构轻量化设计,应用UG软件建立了制动器零件三维实体模型和装配模型。介绍了制动器零件三维建模和虚拟装配的过程、方法和技术。利用所述方法能保证建模的准确性,提高建模的效率和模型的质量。

重载货车坡道行驶制动鼓温升模型研究

针对重载货车在长大下坡路段行驶事故频发的问题,基于升温和降温两个过程,采用理论建模和试验研究相结合的方法,建立了持续制动装置和行车制动器联合作用时的重载货车坡道行驶制动鼓温升模型,对重载货车长大下坡行驶温升特性进行研究,计算车辆行驶时的制动鼓温度,预测制动鼓效能失效位置,从而确定设置控速设施的位置。

高原环境连续下坡路段制动鼓温度预测模型

为了研究高原环境连续下坡路段制动鼓温升规律,在世界道路协会已有的制动鼓温度预测模型基础上,通过引入海拔高度修正系数,构建了适合高原环境连续下坡路段制动鼓温度理论模型.利用VBOX 3i作为数据采集设备,以东风天龙半挂牵引车为试验车型,以国道G214青海省境内日月山段(最高海拔约3400 m)和巴颜喀拉山段(最高海拔约4800 m)连续下坡为试验路段,通过在制动片中埋入温度传感器的方式,采集了温度预测模型需要的相关试验数据,如试验路段的坡度、坡长,车辆的运行速度,发动机转速,发动机水箱温度,制动器衬片和环境温度等,利用试验数据求得预测模型需要的滚动摩擦因数、对流换热系数和制动力分配系数,根据预测温度与实测温度的对比,温度预测模型的准确性达到94.7%,验证了模型的准确性.修正后的制动鼓温度预测模型满足了大型货车在不同海拔高度的制动器温度预测需求,为高原地区连续下坡路段避险车道的设置提供理论依据.

长大下坡路段重型车辆刹车毂温度模型研究

山区公路由于地形的限制存在较多的长大纵坡,山区公路交通事故资料显示,一半以上的交通事故发生在长大下坡路段,重型车辆在长大下坡路段刹车毂温度过高致使制动失灵是事故的主要原因。综合考虑车辆载重、车速、坡长、坡度等因素,设计刹车毂温度现场试验,应用统计学的理论建立刹车毂温度回归模型,预测的刹车毂温度值可为长大下坡路段避险车道位置的选定提供依据。

大型农用车制动器摩擦模型的构建

对重型和大型农业车的制动器试验台进行试验,其台架试验结果显示:制动器在高制动初速和高气压下,制动力矩的实际测量值与设计值有较大的偏差。为更准确地计算制动力矩的数值,根据重型大型农用车制动器试验台上测量的试验结果,建立了制动器的幂函数摩擦模型,并进行了显著性检验和失拟性检验。

汽车制动器总成装配检测台三维设计与运动学仿真

针对汽车制动器的装配工艺要求,对制动器总成装配检测台进行三维设计与运动学仿真。通过对装配检测台的运动学仿真,可在物理样机制造之前方便地预测总成装配检测台的工作过程,修改其关键部件的关键尺寸,降低关键部件运动的不确定性,从而使汽车制动器总成装配检测台的夹紧定位可靠,完全满足汽车制动器总成装配工艺要求。

鼓式制动器平均力矩的幂指数模型研究

在制动器惯性试验台上,通过回归正交试验方法,选用速度和压力两个因素,按照两水平正交表进行平均力矩测试试验。利用测得数据,建立了某型号鼓式制动器平均制动力矩同速度和压力间的幂指数模型。

基于ANSYS的制动鼓热应力耦合仿真分析

运用ANSYS技术对汽车制动器制动鼓进行了持续制动温度分布仿真分析,分别对制动鼓在结构载荷作用下、热载荷作用下及热载荷与结构载荷作用下进行了仿真分析,并对结果进行了对比,在相同条件下,双载同时作用下制动鼓产生的最大应力比单独载荷作用下要大得多,为制动鼓设计提供了一种工程方法。

基于Kriging代理模型鼓式制动器稳定性的优化设计

针对鼓式制动器出现的制动噪声问题,引入Kriging代理模型,对鼓式制动器稳定性进行优化设计。采用最优拉丁超立方设计(optimal Latin hypercube design,Opt LHD)生成样本点数据,代入鼓式制动器有限元模型进行求解,生成Kriging代理模型和进行代理模型的精度检验。以摩擦衬片、制动鼓和制动蹄的杨氏模量为设计变量,以加权不稳定倾向系数为目标函数,建立了鼓式制动器稳定性的优化设计数学模型。采用多岛遗传算法(multi-island genetic algorithm,MIGA)进行优化设计。结果表明:引入Kriging代理模型可以大大提高鼓式制动器稳定性优化的求解效率;通过优化设计能够提高鼓式制动器的稳定性,抑制制动噪声。

工业设计在制动鼓镗床改型设计中的应用

本文通过对TS 8350A制动鼓镗床的改型设计,叙述了处理产品的功能与产品造型的相互关系,造型对功能的能动作用.

制动鼓模态隔离与影响因素敏感度分析

针对某车型由于后制动鼓切向和纵向模态耦合导致的高频噪音问题,通过对制动鼓几何形状及尺寸的敏感度分析,探索其对制动鼓切向和纵向模态隔离的优化方向。首先建立了制动鼓ANSYS有限元模型,并利用试验结果验证模型可靠性,然后通过DOE试验矩阵分析方法,得出制动鼓主要几何参数与模态隔离的敏感度关系,最后通过试验对模态隔离和参数敏感度分析结果进行验证。结果表明:基于敏感度分析结果,通过优化制动鼓的关键影响因子,可以有效地提高制动鼓的模态隔离结果。

基于柔性薄膜阵列压力传感器的抱闸故障诊断

抱闸制动装置广泛应用于工业提升装置、民用曳引式电梯,针对抱闸制动器的运行状态监测和故障诊断,本文提出一种基于柔性薄膜阵列压力传感器的故障诊断方法,运用卷积神经网络(CNN)对传感器的数据进行处理达到故障诊断的目的。本文在LeNet5模型的基础上引入跨连接部分,将网络结构中提取的低层次特征与高层次特征相结合,经过全连接层达到多分类的目的。通过训练来自柔性薄膜阵列压力传感器的实验数据,该模型实现了4种基本抱闸故障和正常状态的自动识别。实验结果表明,改进的LeNet卷积神经网络模型在抱闸故障诊断上的检测正确率达到99.19%,该模型在同一训练数据集上的表现明显优于传统的LeNet5模型。

鼓式制动器模态及谐响应分析

为研究某农用车鼓式制动器在制动过程中的动力学特性,避免产生共振,对鼓式制动器进行模态和谐响应分析。建立鼓式制动器的三维模型,导入至ANSYS中对鼓式制动器进行模态分析,得到鼓式制动器的前六阶固有频率与模态振型。在模态分析基础上,对鼓式制动器进行谐响应分析,得到位移与频率响应曲线和加速度与频率响应曲线。结果表明:鼓式制动器的位移和加速度幅值分别在320Hz和450Hz时振幅最大,即固有模态阶数的第2阶和第3阶附近。通过谐响应分析,得出鼓式制动器易发生共振时的频率,为鼓式制动器的结构设计和优化提供理论依据。