车人碰撞中人地接触损伤仿真及防护方法鲁棒性分析

人车事故中行人主要与车辆和地面接触而遭受损伤。此前已有大量研究在车辆接触阶段对多体行人模型进行了验证,但对地面接触阶段的验证较少。本文中评估了用于预测车辆撞击后行人运动和地面接触的4个PC-Crash行人模型。通过车辆和地面接触的HIC伤害与最近研究中的6个尸体实验数据对比显示,其中PC2014行人模型能很好地预测行人头部损伤,车辆和地面接触HIC的平均误差分别为6.07%和5.85%,数据说明PC2014行人模型可以用于再现人车碰撞事故以及开发未来地面接触伤害防护对策。控制制动防护方法鲁棒性研究显示,在3种行人姿态(奔跑、步行和应急)扰动下,HIC平均降低比例分别为63.2%、57.9%和67.8%,说明控制制动防护方法具有很好的抗行人姿态干扰能力。进一步分析不同姿态下的行人损伤发现,3种步态序列之间均有显著性差异,在应急步态下控制制动防护方法有着更好的抗行人姿态干扰能力;而在奔跑步态序列下,往往可以通过控制制动防护方法产生最低的头地碰撞损伤,表明在使用控制制动防护方法对行人进行保护时须考虑到不同姿态产生的影响,以进一步提高控制制动防护方法的地面伤防护效果。

参数扰动对一种先前的车辆制动控制和防护方法的影响

探究了作者早先提出的一种车辆制动控制防护方法在参数扰动下的防护效果。用MADYMO虚拟仿真软件,对4种形状的典型车头开展了仿真,分析了以下参数:人体头部与车体首次接触时间、制动系统协调时间、路面附着因数:扰动时,对该制动控制防护方法的影响。结果显示:在人体头部与车体首次接触时间时为80~100 ms时,对加权伤害费用(WIC)降幅的影响最显著,但不同车型下的参数敏感性排序存在差异。在路面附着因数扰动为0.45~0.80时,人车碰撞损伤未增加;但地面所致WIC降幅均大于零,可有效降低人地碰撞损伤。在制动系统协调时间参数扰动区间为80~350 ms时,该车辆制动控制防护方法仍然保持有效。

防滑刹车控制系统分析

分析了防滑刹车控制系统的性能与控制原理的关系 ,以及低摩擦系数跑道上系统性能恶化的原因。提出了本系统的稳定性概念 ,以及用估值和顺馈补偿不可直接量测强干扰—地面结合力矩的方法。找到了刹车效率与控制精度间的关系 ,对防滑刹车控制系统的设计具有现实意义。

一种降低人-地撞击损伤的车辆制动控制方法

为降低车人碰撞事故中人与地面撞击所致损伤,提出一种车辆制动控制策略。该策略在检测到人体头部与车辆首次接触后松开车辆制动,之后依据若干准则再次完全制动车辆直到车辆停止。选择10种车型、两种制动方法(完全制动和控制制动)和一个虚拟仿真系统(包含3种车速×4种行人尺寸×2种行人步态)设计了共480次MADYMO仿真试验。结果发现控制制动能降低人-地撞击所致损伤但不会加重车辆的损伤,且能将83.75%案例中车辆与人体主要部位首次触地点位置之间的距离缩短至1 m内。进一步讨论了车型和车速对制动控制策略防护效果的影响、人车首次接触与再次完全制动车辆的时间间隔取值规律和控制制动中损伤加重案例的原因等问题,为今后开发更实用且高效的制动控制策略提供技术支持。

城轨列车设置地面制动电阻的仿真研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中再生制动已经得到广泛应用。如果使用车载电阻吸收再生能量,会有增加车体重量、隧道温升和浪费再生能量等缺点。地面制动电阻是一种很好的替代装置。结合广州地铁4号线,通过一个全新的系统仿真,对地面制动电阻的容量确定,位置设置等关键问题进行了仿真研究。实际运行结果表明,地面制动电阻工作正常可以很好地防止再生制动失效。

基于RecurDyn的履带喷雾车软地单边制动转向仿真

为改善履带喷雾车的软地转向效率,利用RecurDyn/Track模块建立了动力学仿真模型,研究了路面类型、转向速度大小和转动惯量对转向性能的影响。结果认为:单边制动转向时,转向稳定性随着土壤变形指数的增大和内聚力的减小而变差;低速时喷雾车易于稳态转向,高速时转向稳定性变差;喷雾车侧倾与横摆转动惯量的耦合作用对转向半径影响更大,也更易使转向稳定性变差。研究结果对优化喷雾车行驶结构参数和提高转向稳定性具有一定的参考价值。

多轮起落架飞机滑行操纵动力学分析

基于Adams/Aircraft软件建立了某飞机虚拟样机,和基于Matlab/Simulink软件建立的前轮转向、推力和防滑刹车系统实现联合仿真,模拟了飞机的地面匀速转弯和刹车操纵运动,得到了飞机的动响应。研究表明:飞机转弯过程中载荷峰值出现在初始非稳态时刻;滑移率控制式防滑刹车系统使飞机在整个刹车过程中保持最佳刹车性能。

飞机地面转弯和刹车响应动力学分析

建立了飞机地面运动的数学模型,模型中考虑机体的六自由度运动和起落架弹性;基于滑移率控制方式建立了机轮防滑刹车模型。通过仿真得出了飞机地面匀速转弯和滑跑刹车的动态响应。其结果表明,飞机匀速转弯时,其峰值出现在初始非稳态时刻;弹性起落架在着陆和刹车过程中产生走步现象;采用滑移率控制方式使飞机在整个刹车过程中取得最佳刹车性能。

直线电机轨道交通地面电阻制动的研究

对采用地面电阻制动的城市轨道直流牵引供电系统模型进行介绍,利用Matlab软件对该系统建立了供电网络结构图,利用节点电压法构造矩阵方程,并对此引入的非线性方程组用牛顿迭代法求解。基于地面电阻制动仿真系统(GRBSS),得出电压、电流等结果,对地面制动电阻的容量计算方法和位置设置原则进行探讨。

城市轨道交通列车电制动地面电阻吸收装置相关参数分析

在地面电阻吸收装置工作的有效区段内,根据列车的电制动特性和供电臂内列车状态的不同,合理地确定制动电阻的技术参数。采用多支路形式的电阻吸收装置,可方便控制电阻吸收装置并可靠吸收列车电制动功率。研究表明,地面电阻吸收装置的输出电流脉动与斩波器的导通比、各支路斩波器的开关滞后角有关。通过分析列车电制动时的最大再生功率与电阻吸收装置的电阻值、电制动时刻牵引供电系统的模型、列车电流、网压降之间的关系,导出了列车电制动时最大输出功率、地面电阻吸收装置的短时功率和持续(等效发热)功率等技术参数的计算方法。给出的计算方法可与现行的城市轨道交通牵引供电计算方法相结合,构成完整的牵引供电计算方法。

电磁制动偏置式螺杆泵地面驱动装置研究

针对常规螺杆泵地面驱动装置皮带传动丢转、防反转机构不够安全,以及直驱螺杆泵地面驱动装置转矩不足等问题,对偏置式螺杆泵地面驱动装置进行了研究。该地面驱动装置匹配小功率电机,采用电磁制动防反转机构,使抽油杆反转转矩智能点动释放。分析了螺杆泵在停机时发生反转现象的原因,并利用SolidWorks软件对电磁制动装置的关键部件进行分析计算。结果表明:偏置式螺杆泵地面驱动装置使用安全可靠,能减少由反转造成的抽油杆断脱等事故的发生,提高了工作效率,延长了整机的使用寿命。

基于Matlab的制动距离仿真系统

通过对汽车制动时受力情况、附着系数对汽车制动性能影响及制动过程进行分析,得出了关于附着系数的计算制动距离的数学模型。运用Matlab图形用户界面开发环境(GUIDE)建立了汽车制动距离的仿真计算系统,并对宝来车型在几种常见路况下制动产生的制动距离进行了仿真计算。

飞机减速板模拟气动力加载控制系统的设计与实现

介绍了气动力加载系统的特点，然后给出了跟踪微分器和加载控制算法的设计与实现，并给出系统软、硬件结构。最后针对某机减速板系统，给出了其仿真与试验的结果，表明该算法具有结构简单、易于实现、可靠性高等特点。

地铁列车再生制动节能仿真研究

地铁列车发展初期,列车制动时仅选用车载电阻制动加机械制动,但是这样造成了环境温度的升高,不利于能源的充分利用,不能达到较好的节能效果。通过软件仿真数据,在不同运行图下,分析了列车采用电阻制动和再生制动方式下能量节省的变化,从而选择更为经济的方案。

基于最大地面制动力的电动汽车制动控制研究

以最大地面制动力为控制目标参数,根据车轮在制动过程中所受力的关系建立车轮的数学模型,从而通过控制已知物理量得到电机的输出转矩,并利用仿真实验得到各种路况参数。与传统的以最佳滑移率为控制参数相比较,以最大地面制动力为控制目标参数的汽车制动效果更好,具有相当高的研究价值。

参数扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护风险

为了解首次松开制动时刻(t1)扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护方法的使用风险,基于一个包括3种速度、4种行人尺寸和2个行人步态的虚拟仿真系统,设计并用MADYMO开展1920次仿真。对比分析后发现:车辆制动控制方法在无参数扰动时能有效降低人地碰撞损伤且不增大车辆所致损伤;t1扰动下,WIC降低、车辆所致HIC15不变、地面所致HIC15降低、落地姿态不变的案例占比分别为86.1%、98.61%、90.16%和90.97%,表明车辆制动控制方法具有很强的抗扰能力;t1越早越可能增大车辆所致损伤,而t1越晚越可能降低头地碰撞损伤防护效果。进一步分析发现,t1扰动下人地碰撞损伤增加的主要原因有人车长时间不分离、人体从车体边缘掉落、落地姿态改变、完全制动组中伤害已经极低等;而保险杠长度、发动机罩盖倾斜角等参数显著影响制动控制方法的抗扰能力,其中保险杠长度越小、发动机罩盖倾斜角越大,制动控制方法的抗扰动能力越强。

防抱死制动系统的原理与检修

如何正确地使用装有ABS的汽车和对ABS进行合理地维修,对广大汽车使用、维修者十分重要。本文在阐述防抱死制动系统ABS原理的基础上,着重介绍了ABS的使用注意事项和检修方法。

耦合气囊及制动控制对人地碰撞损伤的防护及效果评估

为评估在人-地碰撞损伤防护中结合控制制动及气囊措施的效果,开展了系列仿真实验。含4种行人模型、2种步态、3种碰撞车速,选择4种车型的车辆,前端安装与车同宽的气囊;完全制动车辆,至人体头部与车体首次接触后,松开制动并引爆气囊;直到满足若干准则后,再完全制动车辆至静止。结果表明:结合制动控制与气囊的方式,简化了控制策略;将人-地碰撞加权伤害费用(WIC)降低91.9%;将行人头部损伤准则(HIC)均值降低87.7%。因而,更优的气囊形状及点火时刻可提升防护效果;但对于某些人-地碰撞损伤的案例,仍需其他解决方案。

在DCG-10E型汽车底盘测功机上实现制动试验

提出了在目前只能进行动力性检测的DCG 10E型底盘测功机上实现汽车制动性能试验的方法。通过对其工作原理和专用滚筒式制动试验台检测原理的研究和分析,验证了进行制动性试验的可行性,提出了可实施方案,实现了对制动力、制动距离和平均制动减速度的检测。

城市轨道交通地面制动电阻设置方案

针对城市轨道交通地面制动电阻设置较为困难的情况,分析了国内轨道交通地面制动电阻设置方案及存在的问题。介绍了一种基于制动电阻分解原理的壁挂电阻单元设置方案。该方案对土建要求不高,且基本不增加土建投资,可较好地解决轨道交通线路再生能量吸收装置的设置难题。