基于等效ACN - PCN的机场重载车辆通行性能分析

近年来,机场改扩建工程日益增多,且大多涉及不停航施工,即施工期间有大量诸如挖掘机、推土机、载重卡车等重型工程车辆在飞行区通行。施工期间,重型车辆在现有机场道面不同区域的通行对道面板带来新的荷载负担。因缺乏成熟的机场重型车载道面评估计算方法,重型车辆轮载是否会造成现行道面结构承载性能下降已成为机场管理机构关注的重点问题。有鉴于此,基于民航现行飞机等级号ACN计算规则,以工程重载卡车为例,提出了基于ACN的概念式计算与ACN等效荷载精确计算两种评估重载车辆道面通行能力的评价方法;通过有限元仿真,基于道面板底最大弯拉应力小于容许应力的基本原则,对机场重载车辆通行道面板性能进行精确计算与分析,评估案例机场的重载车辆道面板性能。结果表明重载车辆的ACN概念式计算结果精度较低,与ACN等效荷载精确计算结果相差较大;经过有限元仿真精确计算后的案例机场等效ACN值小于机场通报的最小PCN值,表明该重载卡车满足通行条件;验证了ACN等效荷载道面性能评价方法的可靠性,为机场不停航施工运行安全及工程管理评估提供重要参考。

持有成本对竞争市场中电动汽车长期扩散的影响分析

具有能源和环境优势的电动汽车正快速进入市场,其在竞争市场中的长期扩散规律是利益相关者制定政策的重要依据。基于创新扩散理论和生物种群竞争理论,结合电动汽车与内燃机汽车各自的技术经济特性,构建了竞争市场中两种汽车相互竞争的长期扩散模型。分别用数值模拟方法和均衡理论分析了电动汽车相对内燃机汽车的持有成本比较优势对竞争扩散趋势和最终市场状态的影响。结果表明:持有成本比较优势的大小是决定电动汽车能否替代内燃机汽车并最终占领市场的关键因素,其优势越大,越有可能较快替代内燃机汽车,并且只要其优势大于它们的市场容量之比,电动汽车将最终占领市场。

半挂车承载轴偏斜角对车辆行驶性能影响及检测方法研究

半挂车承载轴偏斜会造成汽车的偏驶现象,为保持半挂车具有良好的技术状况,使其安全、低消耗的运行,最有效办法就是定期对半挂车承载轴进行检测和维修。在分析了半挂车承载轴偏斜角产生的原因及其对车辆使用性能影响的基础上,采用激光测距仪测出左右车轮边缘到半挂车铰接点的水平距离和光电编码器测出激光测距仪所转动的角度,利用距离和角度关系,建立了半挂车承载轴偏斜角的检测数学模型,通过研究,提出了承载轴偏斜角对车辆行驶性能评价的检测方法,为进一步研究承载轴偏斜对半挂车性能的影响提供了理论依据。

车载近红外模型验证工作的探讨

通过对湖北省药品检测车车载近红外模型质量的验证,分析假阳性现象产生的原因,主要包括:模型的选择,操作的规范化,样品的代表性及其他因素。

基于ISIGHT的轨道板运输车可靠性优化设计

轨道板运输车设计多依赖于经验,机身结构有较大的刚度、强度余量。为了保证结构的可靠性,充分发挥材料的承载性能,提出一种基于ISIGHT的轨道板运输车可靠性优化方法。该方法在原始设计时考虑不确定性因素对结构可靠性的影响,并将其集成到多学科优化软件ISIGHT中,构建神经网络近似模型,通过蒙特卡洛模拟技术,对结构进行6sigma质量分析;在质量分析的基础上引进优化模块,最后采用多岛遗传算法对目标函数寻优。结果表明,原始设计的轨道板运输车结构不满足可靠性设计要求;优化后,在满足结构可靠性的条件下,轨道板运输车结构质量减少了1 900.58kg,与优化前质量相比自重降低了13.89%,优化效果显著,对轨道板运输车的结构设计及改进有重要的实际意义。

负载型四足步行平台静步态行走虚拟模型控制

为实现负载型四足步行平台静步态柔顺行走,减小控制方法的复杂程度,提出了一种基于机体虚拟模型的步行平台静步态行走控制方法。将平台静步态行走控制分为支撑阶段足端力的求解、摆动腿的运动控制及机体运动控制三部分。对于静步态行走支撑阶段中存在的三足及四足支撑阶段,分别在平台整体受力分析基础上,通过添加相应的约束条件,实现了其各方向的力可控。通过在摆动腿足端实际位置与理想位置之间添加虚拟的弹簧阻尼元件实现了足端轨迹跟踪准确性及足端着地时的柔顺性。通过在机体实际位置及期望位置之间添加相应的虚拟弹簧阻尼元件,结合平台机体轨迹规划实现其静步态行走。并通过机动平台平地及爬越台阶静步态行走仿真验证了控制算法的有效性。

外部搭载对潜艇操纵性影响的数值研究

为研究外部搭载装置对潜艇操纵性的影响,采用RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方法对搭载某水下航行器的SUBOFF潜艇约束模运动进行数值模拟。基于获得的水动力导数,评估外部搭载对潜艇动态稳定性与机动性的影响。首先,对SUBOFF斜航运动水动力参数计算结果进行网格收敛性分析,并将数值结果与试验数据对比,验证数值方法的可靠性。其次,数值预报搭载状态下的SUBOFF潜艇在垂直面与水平面上典型的静态和动态约束模运动的水动力和力矩,并通过拟合曲线求取相应的水动力导数。在此基础上,用操纵性衡准数评估潜艇稳定性与机动性。结果显示,未搭载与搭载状态下的SUBOFF潜艇均不具有稳定性,且在搭载状态下其稳定性会进一步降低;外载装置能改善潜艇垂直面的应舵性和水平面上的回转性。

基于重心动力学及虚拟模型的负载型四足步行平台对角步态控制方法

为提高负载型四足步行平台对角步态行走的稳定性,减小较大的腿部质量及偏心质量对稳定行走的影响,提出融合重心动力学及虚拟模型的控制方法.应用虚拟模型控制方法对机身及摆动腿加速度进行求解.结合平台重心动力学模型得到其所受合外力,而后应用二次规划将平台合外力分配到支撑腿足端.接着运用逆向动力学和关节空间PD控制得到步行平台关节力矩.通过Adams和Simulink对负载型四足步行平台对角步态行走进行仿真,并将该方法与虚拟模型控制算法进行对比.结果表明重心动力学及虚拟模型控制方法能够使平台姿态角稳定在目标值附近,在平台受到侧向冲击情况下横滚角、俯仰角分别减小约42%、21.8%,在机身偏心全向行走过程中减小50%、89%.证明了所提控制方法能够有效应对较大的腿部质量及偏心质量的影响,提高负载型四足步行平台对角步态行走的稳定性和鲁棒性.

负载型四足步行平台对角步态重量自适应行走控制

针对负载型四足步行平台重量变化时控制问题,提出了基于重心动力学与滑模自适应的控制方法。将步行平台的控制分为机身的控制及摆动腿的控制两部分,应用重心动力学与任务空间PD控制方法进行机身的运动控制,应用虚拟模型控制方法进行摆动腿的运动控制。而后,在平台高度方向应用滑模自适应控制算法,实现步行平台对重量变化的适应及重量识别,结合重心动力学提高平台前进速度及侧向速度跟踪的准确性。运用Adams和Simulink对步行平台重量变化时平地及斜坡对角步态行走进行仿真,并与虚拟模型控制方法进行对比。结果表明,重心动力学及滑模自适应控制算法实现了步行平台对重量的自适应性,且减小了前进速度和侧向速度跟踪误差,证明了所提控制方法的有效性。