新工科背景下智能网汽车技术概论课程建设

随着国家对智能网联汽车产业发展的战略布局,社会和企业对相关专业领域的人才提出了更高的要求,高等院校应加强"新工科"建设,深化课程体系改革和创新以及课程建设。文章首先对课程建设的必要性进行了阐述,接着分析了课程的特点,而后对智能网联汽车技术概论课程的理论内容和实践安排进行了构建。该课程的建设为智能网联汽车专业发展提供了有力支撑,为学生后续核心技术的深入学习奠定基础,有利于高素质复合型创新人才的培与并育新兴产业发展接轨。

基于n阶剪切变形理论的表面梯度脱碳汽车前轴弯曲分析

汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁在两点载荷作用下的弯曲行为。利用虚功原理推导出位移场控制方程,采用Navier解析方法得到简支边界条件下梁的弯曲行为,并与相关文献中的实例进行比较。结果表明:n阶剪切变形理论具有良好的精度与可靠性;梁的挠度与转角随脱碳指数k的增大而增大,并于k≈10处达到准稳态;脱碳深度大于5 mm时,脱碳层厚度对梁弯曲时产生应力的影响比梁的高度变化带来的影响更大;两侧脱碳深度不对称时,物理中性面发生迁移;梁的弯曲挠度与转角随梁的厚度、宽度的增大而减小,但梁的厚度变化的影响更大。

缸套-活塞环摩擦学性能模拟实验研究

为模拟内燃机缸套-活塞环运动,设计适用于缸套-活塞环的往复式摩擦性能试验台,由传动系统、加热系统、加载系统组成。根据系统中悬臂梁和活塞环专用夹具不同的使用要求,分别进行结构设计和有限元分析。结果表明,当实验条件达到预设极限值(加热温度130℃,摩擦力500 N)时悬臂梁和活塞环专用夹具均能满足使用要求。试验台使用二维力测力传感器,通过特殊装配设计,可同时测量摩擦力和法向负载。通过摩擦性能实验验证,缸套-活塞环在较低负荷(61.7、92.6、123.4 N)条件下,摩擦因数随转速的增大而急剧减小;在较高负荷(250.8、322.5 N)条件下,摩擦因数随转速的增大有所减小并逐渐趋于稳定状态。

汽车自适应前照灯系统AFS的控制策略研究

为解决汽车AFS启动条件和控制算法存在的问题,通过分析汽车前照灯二自由度动力学模型,得到了汽车前照灯偏转角度计算公式.根据分析2种不同的车灯等照度包络曲线得到了汽车AFS启动条件控制模型,并对其控制算法进行了研究,推导出了改进遗传算法的相关参数.并在MATLAB/Simulink平台创建AFS建模进行仿真分析.仿真结果表明,改进后的控制算法能有效地控制超调量且能提高AFS开启时刻控制的准确度.

逆向工程在汽车盘式制动系统设计中的应用

逆向工程是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重构技术和产品制造技术的总称,在各领域有着广泛的应用。以逆向工程在汽车盘式制动器设计中的应用为例,对结构复杂、难以直接建模的复杂零件,利用三维扫描仪获取点云数据、并以装配的思想通过三维建模软件CATIA进行数据处理、曲面拟合、实体重构和虚拟装配,着重论述了曲面拟合中的一些关键步骤并归纳总结出解决方案,为逆向工程在汽车上的应用提供了借鉴和经验。最后在逆向工程建立的基础上,对制动钳体的强度和刚度进行有限元分析,实现CAD/CAE在汽车盘式制动器设计中的应用。

电磁脉冲处理技术研究现状及其展望

电磁脉冲处理是指以脉冲电流或脉冲磁场的形式,将电磁脉冲能量引入材料或零件中,从而改变其微观组织、形状、机械性能及服役性能的处理工艺。本文从电磁脉冲对材料微结构的作用机制、影响特征以及对材料力学性能的影响3个方面,梳理了电磁脉冲处理技术的作用原理,评述了国内外相关基础理论研究进展;从电磁脉冲辅助成型制造、电磁脉冲热处理、电磁脉冲微观缺陷修复3个方面,总结了电磁脉冲处理工艺方法;并从电磁脉冲处理技术微观机理、电磁脉冲处理技术模拟研究及耦合电磁脉冲处理技术研究3个方面,展望了电磁脉冲处理研究领域未来的研究方向。

电控正流量挖掘机功率控制技术研究

针对某大型液压挖掘机,进行电控正流量挖掘机技术的研究。建立挖掘机液压系统的AMESim模型以及电控系统的Simulink控制策略模型,重点针对双变量泵的功率匹配控制提出改进全功率控制策略,建立能够模拟电控正流量液压挖掘机真实情况的复杂虚拟样机,并进行联合仿真分析,得到挖掘机系统执行元件的输出特性。结果表明:执行机构在外负载下的运动变化符合实际运动规律,同时通过与分功率控制和全功率控制对比,验证了所提出的改进全功率控制策略优越性,进一步验证了所建虚拟样机的合理性。

超视界路况下网联汽车的辅助驾驶方法

针对车辆前方超视界路况不易预测、驾驶员易因路况不明而错误操作车辆导致失稳等危险事故的情况,提出了一种超视界路况下的网联汽车辅助驾驶方法。设计了基于车联网实时通信技术的网联汽车辅助驾驶系统,它主要由云端服务、共享驿站和车载单元组成;研究了行驶车辆的路况信息识别方法,包括路面附着系数识别、道路曲率计算和路面坡度测量;研究了基于多车辆测量数据的路况信息融合与校正方法,建立了基于三自由度车辆的刚体力学的弯道安全车速计算模型。实车实验结果表明,所提方法能够准确测量车辆前方超视界的路况信息,并可使驾驶员提前、准确地获知超视界路况信息,特别是弯道路况信息。

基于Optistruct的汽车制动盘防尘罩形貌优化

汽车制动盘防护罩的结构强度和刚度不足将对汽车行车安全构成隐患。利用HyperWorks软件建立某汽车制动盘防尘罩的有限元模型并进行模态分析,根据模态分析结果,以提高制动盘防尘罩的结构固有频率为优化目标,在OptiStruct模块中对防尘罩外壳进行形貌优化,结合冲压制造工艺,设计加强筋的最佳布置方案,并对优化方案进行验证。结果表明,优化后的防尘罩第1阶固有频率提高,优化效果明显,满足设计要求。最后通过算例对加强筋高度、宽度、起筋角进行参数化运算,得出加强筋参数对于薄壁钣金件结构强度的影响规律。

插电式桥间耦合混合动力汽车能量管理策略及其优化

为了提高某插电式桥间耦合混合动力汽车的能耗经济性,制定了一种基于系统效率最优的发动机启动策略,并引入发动机启动功率修正因子和启动车速限值。利用粒子群算法对发动机启动功率修正因子、启动车速以及能量管理控制规则的关键参数进行离线优化。在AMESim-Simulink联合仿真平台下搭建整车模型及控制策略模型进行仿真验证。结果表明,与未优化的能量管理策略相比,优化后控制策略的能耗经济型得到了明显提升,整车综合能耗降低了12.6%。

轻型汽油车与纯电动汽车碳排放量比较研究

选取3辆国Ⅵ轻型汽油车和3辆轻型纯电动汽车在全球统一轻型车辆测试循环(World Light Vehicle Test Cycle,WLTC)、中国乘用车行驶工况(China Light-Duty Vehicle Test Cycle-Passenger,CLTC-P)及实际道路工况下进行能耗试验,将电耗折算为电力生产端的CO_(2)排放量,研究了两类车辆在不同测试工况下,车速、加速度、车辆瞬时比功率(Vehicle Specific Power,VSP)、行程动力学参数v.a_(pos)和相对正加速度(Relative Positive Acceleration,RPA)对CO_(2)排放的影响及两类车辆CO_(2)排放特性的异同点。结果表明,两类车辆CO_(2)排放因子均随车速的升高先下降后上升;汽油车CO_(2)排放因子在≥30 km/h的车速区间随加速度增大波动较小,0~30 km/h低速段均有很高的值,且在>1 m/s^(2)的低速急加速区间取得最大值,低速段平均CO_(2)排放因子达到纯电动汽车的2.06~2.2倍;纯电动汽车CO_(2)排放因子在减速区间维持稳定低值,匀速及加速区间随加速度增大急剧上升;汽油车CO_(2)排放率随VSP增大先下降后上升,纯电动汽车CO_(2)排放率只在VSP>0时随VSP的增大呈近似线性增长,且在VSP>20的高速急加速区间反超汽油车;v.a_(pos)和RPA与两类车辆在各行驶路段的CO_(2)排放因子具有强正相关性。

微型纯电动汽车动力系统匹配及优化仿真研究

文章以一款微型客车为例,在满足预设的动力性能要求的条件下,理论匹配计算出动力系统中电机、电池及减速器等关键部件的参数,通过应用正向仿真软件AVL Cruise,设置工况为中国典型城市工况,验证理论计算的合理性,得出了整车的爬坡加速等动力性能、电耗和续驶里程等经济性能。最后利用带精英策略非支配排序遗传算法对传动系速比进行优化,在保证设计的动力性要求下,整车的能耗降低了3.41%。

基于3dsmax的汽车涂装效果设计

文章对汽车涂装效果的计算机辅助设计进行了研究,论述了3dsmax Unwrap UVW贴图展开技术的原理和二维网格生成工具的特点。在该技术的支持下,可以先在3dsmax中依次完成车辆模型的建立和贴图展开,然后进行贴图方案的平面设计,并返回3dsmax渲染和展示。按照该方法测试了半挂车厢、轿车等案例,证明该方法可以用于汽车涂装效果设计。

基于改进鲸鱼算法优化GRU的PEMFC老化预测

为提高质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcells,PEMFC)老化预测的可控性和预测精度,提出一种基于改进的鲸鱼优化算法(improvedwhale optimizationalgorithm, IWOA)优化门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络的PEMFC电压预测方法。采用IWOA获得GRU的最优超参数组,再利用GRU准确预测PEMFC电压。采用静态、准动态和动态工况下3组老化实验数据集,将提出的方法与反向传播神经网络、极限学习机、循环神经网络、长短期记忆神经网络、GRU和鲸鱼算法优化门控循环单元这6种方法相比较,所提出方法具有最高的老化预测和剩余使用寿命(remainingusefullife,RUL)估计精度。在静态、准动态和动态工况下,训练集占比为50%时,相比于GRU,所提出方法的预测结果的均方根误差分别降低56.99%、35.12%和9.95%。因此,该方法能够实现高精度PEMFC老化趋势和RUL预测。

PEMFC空气系统流量和压力协同控制策略设计

为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气系统的动态响应性能,避免局部缺气而导致其输出性能降低等问题的出现,针对空气系统存在流量和压力耦合的问题,分别采用PID、前馈解耦控制和模型预测控制(MPC)对空气系统进行控制,通过仿真和台架测试,验证控制算法的有效性。结果表明,两种控制算法相比较PID均具有较好的控制效果,空气流量和空气压力均能快速跟随设定值,PEMFC发动机的输出性能平稳。

甲醇/甲烷层流扩散火焰碳烟生成的模拟研究

为充分了解甲醇对碳烟生成的影响,构建甲醇/甲烷混合燃烧机理,耦合Moss-Brookes碳烟模型,建立甲醇/甲烷层流火焰燃烧模型,在保证碳流量一定的情况下,研究甲醇掺混比(质量分数)分别为0、10%、20%、30%、40%这5种掺混比的甲醇/甲烷层流扩散火焰的碳烟生成特性。研究结果表明:甲醇的添加会导致火焰的起燃位置降低,从而导致碳烟在火焰更低的位置生成。火焰中碳烟体积分数随甲醇掺混比的增加先增加后减小,在30%甲醇掺混比下火焰的碳烟体积分数峰值达到最大值,碳烟体积分数为4.12×10^(-8)。甲醇掺混比升高会使O和OH的峰值升高,但在30%甲醇掺混时,峰值会在轴向位置发生向上偏移,导致30%甲醇掺混时碳烟体积分数为最大值。

Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体的摩擦学性能研究

将油酸和硅烷偶联剂(KH-560)修饰的Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体添加到基础油中,用可见分光光度计表征纳米粒子在润滑油中的分散稳定性,在自主设计的摩擦磨损试验机上考察Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体作为润滑油添加剂的抗磨减摩性能,用3D表面轮廓仪、扫描电镜和电子能谱分析试样表面形貌与成分变化及纳米粒子的作用机理。结果表明:在0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)润滑油中添加2%KH-560时,具有最好的分散稳定性;在润滑油中添加0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)时抗磨减摩效果最佳,在载荷500N、转速1100r/min时,摩擦系数和磨损量相比基础油时分别降低25.4%和43.8%。

基于Faster R-CNN的密集人群检测算法

为提高拥挤场景下的人群检测准确率,提出一种基于改进Faster R-CNN的密集人群检测算法。首先,在特征提取阶段添加空间与通道注意力机制,使用加强的双向特征金字塔网络(S-BiFPN)替代原网络中的多尺度特征金字塔(FPN),使网络对重要特征进行自主学习并加强对图像深层特征的提取;其次,引入多实例预测(MIP)算法对实例进行预测,以避免模型对拥挤场景下的目标造成漏检;最后,对模型中的非极大值抑制(NMS)进行优化,并额外增设一个交并比(IoU)阈值,以对检测结果的干扰项进行精确抑制。在开源的密集人群检测数据集上进行测试的结果显示,相较于原Faster R-CNN算法,所提算法的平均精度(AP)提升5.6%,Jaccard指数值提升3.2%。所提算法具有较高检测精度和稳定性,可以满足密集场景人群检测的需求。

各缸废气再循环率不均匀性对柴油机排放影响的试验研究

针对一台由国五升级到国六的重型柴油机原始排放(无后处理系统)超过目标设定值的问题进行研究,提出了一种通过控制各缸废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率不均匀性来降低柴油机原始排放的方法。建立了柴油机各缸EGR率不均匀性的排放测试试验台架和测试方法,通过分析排放万有特性曲线图确定所研究的进气总管EGR率和柴油机运行工况点,用CO 2法在稳态工况下测量各缸EGR率,分析各缸EGR率不均匀对排放性能的影响,确定了达到企业原始排放目标设定值的各缸EGR率不均匀性范围,实现了通过控制各缸EGR率不均匀性来降低柴油机原始排放及降低满足国六排放法规后处理系统匹配难度和成本的目的。

轻型柴油机用微粒捕集器内流场分析及结构优化

采用CFD数值模拟的方法对柴油机微粒捕集器内流场进行仿真分析,研究其速度、温度及压力的分布状况,分析入口流速、载体长度、扩张角及发动机运行工况等参数对载体前端面速度均匀性系数及背压的影响.研究表明,入口流速、发动机转速和扩张角度的减小,以及载体长度的增加均有利于提高微粒捕集器的流场均匀性.并对微粒捕集器结构进行优化设计,改进后流场均匀性系数由0.837 6上升到0.923 8,背压由6.9kPa下降到5.6kPa.