基于有限元与逆向工程的轮—沙耦合沉降试验研究

小型轮式车辆与松软沙地的相互作用会显著地影响车辆的稳定性与安全性,研究二者之间的承压关系对无人地面车辆的设计与应用具有重要意义。利用ABAQUS建立了小型轮式车辆与松软沙地的承压模型,通过自行开发的车轮-土壤相互作用测试系统进行试验,在综合考虑了轮胎和沙地的非线性变形后,建立了5种胎压下轮胎的整合径向静刚度,利用二元线性回归分析法拟合试验数据,确定胎压-负荷-下沉量三者之间的相互关系。针对轮胎在松软地面接地印迹难于提取问题,提出了利用逆向工程技术来完成接地印迹曲面重构设计,进一步验证了耦合模型的准确性,为无人地面车辆性能的改进及新型行走机构的设计制造提供了参考依据。     

松软地面行走机构的研究现状和展望

回顾了国内外松软地面行走机构的研究现状、研究手段及方法,阐述了松软地面行走机构的研究对中国农业与林业的发展、开发能源、开发海洋资源宝地具有极为深远的意义。结合中国的实际情况,指出了该领域的发展所需要进一步研究的课题,如智能仿生行走车辆的研制、电渗法、生物脱附原理及脱附减阻仿生学的应用。所做的陈述对今后行走机构的研究具有一定的指导意义。     

车辆后备箱变容设计及外流场数值模拟分析

功能多元化及实用化是当前车辆工程领域的研究热点和趋势.针对家庭经济型轿车的实际应用需求,从车辆后备箱容积可变角度开展研究工作.首先,基于机构再生运动链理论对后备箱变形机构的基本结构进行设计;其次,为获得最优的机构设计方案,对车辆变形前后的气动性能进行数值模拟分析,并根据模拟分析结果对设计方案进行相应改进.研究结果表明,设计的变形机构满足设计目标要求,能够完成车辆在三厢形态与两厢形态之间的变形,且三厢形态车辆的阻力系数小于两厢形态,有一定的气动性能优势.相关研究结果为可变容积车辆设计提供了理论分析依据和实践参考.     

基于轮胎与地面接触模型的非公路车辆平顺性

为了准确地预测和评价非公路车辆的行驶平顺性,通过分析轮胎与地面的相互作用,建立了弹性轮胎-软地面接触模型及其与车辆的集成模型,采用Matlab语言编制出仿真分析软件,得到了变形地面作用于车辆的有效路谱及车身垂向加速度、悬架动挠度、轮胎动载等反映车辆行驶平顺性的评价指标.仿真结果表明,随着地面变形的变大,车辆的低频激励增大,车身的振幅也随之增大.在建立非公路车辆悬架的动力学模型时地面变形的影响不容忽视.     

基于GIS与约束条件下的最优路径规划研究

根据无人地面车辆自主导航的需求,提出一种给定任务点的约束条件下的最优路径实现方法. 首先基于地理信息系统（GIS）平台构建为车辆行驶提供先验信息的GIS数据库,并设计研究基于计算几何的路段匹配算法,同时结合A*算法进行全局路径规划. 然后根据无人地面车辆的运动特性和对路口识别的需求提出了新的路口模型,同时为保证无人地面车辆行驶轨迹的平滑性和对路口识别的精确性,对路口轨迹和U-turn轨迹进行了算法设计. 最后提出了动态重规划的行驶策略. 实际跑车实验证明了该设计算法的有效性.      

轮边综合驱动与转向电动车行走机构设计与分析

针对四轮独立驱动与四轮独立转向电动汽车的行走机构进行设计,探讨了适合此种车辆的行走机构功能要求.分析并选择"零偏置"主销作为主销定位参数,提出了3种不同结构方案并进行了分析比较,对选定方案进行了结构设计.利用CATIA进行了运动仿真分析与受力校核.仿真分析结果表明,开发的行走机构可以满足设计要求.     

橡胶履带车辆行走系统的动力学模型及脱轮问题仿真分析

橡胶履带在高速行驶中的脱轮容易导致行走系统部件的损坏和人身财产损失。本文在分析履带车辆行走系统工作原理的基础上,考虑了履带车辆的主要结构,建立了针对其高速行驶中脱轮问题的行走系统动力学模型,分析了第一支重轮垂向位移与行走系统结构参数以及地面激励的联系,并针对某型履带车辆的行走系统进行了计算机仿真和分析。结果表明所建立的动力学模型是可行的,本文方法可为履带车辆行走系统设计和动力学分析提供了参考。     

煤矿搜救机器人履带式行走机构性能评价体系

为了探究何种履带式行走机构更加适用于煤矿搜救机器人,采用网络分析法从行走机构行走能力、防爆难易、操控性以及可靠性四个方面对5种常见的履带式行走机构进行性能评价.对5种行走机构的空间通过性、最大越障高度、最大越壕沟宽度和底盘高度进行了理论建模分析,同时提出了驱动电机数量对于防爆难易、操控性以及可靠性影响的数学模型.根据煤矿搜救机器人设计经验以及所推导的理论模型,对5种行走机构采用网络分析法进行了量化评价.最终,评价结果认为角度型行走机构更适于煤矿搜救机器人.基于评价结果,设计了CUMT-V型煤矿搜救机器人行走机构.     

松软地面下履带车辆斜坡转向特性

越野环境下的松软地面是履带车辆行驶的主要地形,在这种条件下行驶不可避免地要进行斜坡转向操作,履带车辆的斜坡转向特性值得重点关注.针对研究履带车辆斜坡转向特性的必要性和重要性.根据履带车辆转向的运动特点,建立了坡道转向动力学模型,结合地面力学理论,进一步深入研究履带车辆在松软地面下斜坡转向特性.通过履带车辆在斜坡上完成规定半径转向动作所需的滑转率这一指标,来分析坡角、地面性质、转向半径对履带车辆斜坡转向性能影响,为履带式无人车的设计、路径规划和跟踪控制打下基础.     

新型压电行走机构的行走特性

压电行走机构是利用压电陶瓷逆压电效应和谐振特性,将电能转化为机械能的一种新型驱动装置。为避免惯性、摆动、两足移动式压电行走机构运动形式单一问题,研制了一种新型的压电行走机构振动测试系统。通过实验获得了驱动电压、谐振频率、负载载荷、振动角等诸多因素对机构行走速度和在沿行走方向上的驱动力的影响规律。分析显示,行走机构在滑移状态下,行走速度出现最大值,运行平稳;行走装置的后足设置行走轮时,行走状态最好。实验结果为压电行走机构驱动控制系统的设计提供了必要的数据依据。     

柔性巨型摩天轮结构的非线性分析

柔性巨型摩天轮结构体型庞大,结构形式特殊,刚性轮缘与柔性拉索相结合,边界条件复杂,存在着温度、缺陷和冗余度等敏感性因素影响。本文结合某摩天轮工程实例,分析柔性巨型摩天轮结构轮缘和拉索的受力性态,合理选择初始态预应力度,优化结构性能。考虑初始缺陷分别对轮盘以及摩天轮整体结构进行稳定分析,研究其非线性屈曲特征。同时考虑几何非线性和材料非线性进行弹塑性极限分析,全面揭示其结构特性。分析和研究结果表明：预应力拉索的引入使得柔性巨型摩天轮结构具有明显的非线性特征,初始态预应力决定了结构受力性态,由辐射状拉索和立体桁架组成的轮盘结构提供了强大的抗侧和抗扭刚度,柔性巨型摩天轮结构稳定性能良好,塑性发展机制理想,最终破坏表现为强度破坏,弹塑性极限承载能力比较大,能满足摩天轮正常运行和暴风状态的要求。     

动车组车轮辋裂损伤容限和剩余寿命评估

针对我国某型动车组车轮在实际线路发生的辋裂损伤，在全面失效分析的基础上，揭示了车轮辋裂失效机理；以车轮材料裂纹扩展试验数据为基础，结合Franc3D仿真分析软件对车轮内部缺陷进行裂纹扩展仿真计算.仿真结果表明:车轮内部缺陷尺寸及分布均对车轮滚动接触疲劳寿命产生影响，缺陷尺寸越大，分布位置距车轮最大应力区越近，车轮疲劳寿命越短.该车轮的损伤容限为3mm，与标准中失效判据3mm一致，给出了目前我国铁路车轮辋裂失效探伤标准(3mm横孔当量大小)的理论依据.     

锥形风幕风扇的流场模型及应用

环形湍流射流对其流场范围内的气体及粉尘具有封闭作用,利用这个特点,研制出一种新型风扇-锥形风幕风扇.同一轮毂安装两组角度相反的叶片是锥形风幕风扇不同于普通风扇的独到之处,外动轮产生的环形湍流射流和内动轮产生的汇流相互叠加形成射-汇流,将污染源包裹封闭,大大地抑制了有毒有害气体粉尘的扩散,为毒气粉尘产生的生产车间的管理增加了一种新型高效的技术产品.本文分析了从该风扇的构造及其作用机理,建立了流场数学模型,并介绍了锥形风幕风扇的典型应用,为安全环保型风扇的深入研究和不断革新提供了理论和实践的指导.     

电动轮刚性环耦合特性模型建模与分析

为进行电动轮高频转矩激励下的振动响应分析,基于刚性环轮胎模型假设,考虑轮辋与轮毂电机弹性连接关系建立了电动轮刚性环耦合特性模型.通过电动轮工作模态试验对模型主要刚度参数进行了识别,并结合胎面参数分析了模型的固有特性.所建立的电动轮模型能够准确描述胎面径向一阶平移频率和周向旋转频率,且考虑轮辋与轮毂电机连接柔性改变了原有的轮胎环、轮辋固有频率分布,可以避开原有峰值频率.根据电动轮轮毂电机实测激励频率特征,对所建立的电动轮刚性环耦合特性模型进行了相应频率的转矩激励.分析表明,考虑轮辋与轮毂电机间弹性连接耦合特性关系,能够减小原有电动轮一阶径向平移频率附近的轮胎与车身的振动加速度响应,为电动轮结构设计提供理论指导意义.     

热轧汽车轮辋钢孔型设计

通过多年生产实践和大量数据分析,针对热轧汽车轮辋钢的变形特点,研究热轧汽车轮辋钢孔型设计的基本原则和主要参数,总结出该类特异型钢孔型设计的系统设计方法和一些变形规律,对同行在轮辋钢的孔型设计上有所借鉴,以适应轮辋钢的生产需要。     

小型轮/履变结构移动机器人设计及越障分析

针对非结构环境中路面软硬相间、平坦与崎岖并存的地形特征,提出了一种小型轮/履变结构移动机器人,兼具有轮式移动机器人的快速移动性和履带式机器人的高越障性的优点. 机器人主要由控制箱单元、两个相同的轮/履变结构行走单元和尾支杆单元组成. 本文旨在介绍机器人的系统构成和行走单元的关键机构设计——行走轮定位、四连杆变换机构及可伸缩履带,分析对台阶、楼梯类地形的越障性能. 实验结果表明:机器人采用的行走轮定位方法可靠,四连杆机构及可伸缩履带能够快速完成轮/履切换,对于台阶、楼梯典型地形具有高通过性,从而为轮/履复合机构技术实施途径和新的行走机理研究打下基础.      

车轮沙地通过性的模拟计算分析

装用普通充气弹性轮胎的轮式车辆在沙地上行驶时,由于车轮滑转下陷,使车辆难以通过．开发新的车辆行走机构对提高沙漠车辆通过性至关重要．在建立车轮-土壤相互作用的数学模型和力学模型的基础上,采用散体极限平衡理论,分析了车辆行走机构-沙土的相互作用方式对牵引通过性的影响。结果表明,改变车轮与沙土的相互作用方式可提高车辆沙地通过性。     

一种利用域名系统支持主机移动的路由协议

当网络主机改变网络接入点时。传统的TEP／IP协议无法正常运作。这是由于IP地址的双重作用(既是主机的名也指明主机当前的网络位置)引起的，支持主机移动的网络协议SHMUD(Supporting Host Mobility Using DNS)用域名作为主机名。保留主机IP地址指示其当前网络位置的作用，解决了这一问题，SHMUD以域名服务系统作为它的位置目录，在每个移动主机可能访问的网络中安装移动代理，当移动主机从一个网络移动到另一个网络。并通过DHCP服务器获得了当地网络的一个IP地址后。向它的归属代理(Home Agent)发送登记请求，归属代理根据该移动主机的请求通知DNS服务器。DNS服务器就更新该移动主机的域名—地址映射。这样网络中其它主机利用域名与该移动主机通信时就可以直接将IP报发往该移动主机的当前IP地址了，在移动主机改变网络接入点的过程中，可能与其它主机正在进行通信。为保证通信不被中断(称为平滑越区)。SHMUD提出了一种新的机制以实现主机的平滑越区。此外，SHMUD还提供必要的安全措施使各个移动代理和DNS服务器不受网络攻击。最后，给出了SHMUD的原型系统和性能分析，与其它支持主机移动的路由方案如Mobile-IP相比，SHMUD实现了路径优化、资源的分布式管理、平滑越区以及身份验证等。此外，它只需要在移动主机可能访问的网络中安装移动代理，并在移动主机上安装必要的软件即可运行，不必进行大规模的软件升级，因此较适于在因特网中推广。     

基于Gamma过程的机车车轮镟修里程预测方法

根据实测的机车车轮磨耗数据,利用非平稳Gamma过程,建立机车车轮轮缘的退化模型,运用a, b两种方法结合轮缘磨耗阈值预测95%可靠度时的镟修里程.a方法利用Bootstrap方法随机生成一组伪寿命的经验分布,以Weibull分布拟合预测镟修里程为47.39万km.b方法利用基于最大熵值原理的二次四阶矩方法,预测镟修里程为48.89万km.结果表明:与经验分布相比,a方法的的寿命较为保守,b方法的失效分布更吻合,可确定镟修里程为45万km.     

摩托车轮辋应力的有限元分析

轮辋是摩托车的重要部件,由于材料非线性以及接触非线性等原因使得其承载情况十分复杂.应用MSC-patran等前后处理软件建立了轮辋的有限元模型并进行了承载情况下的应力分析,比较了三种不同轮型轮辋的疲劳失效情况,所得结论给生产厂家提供了有效的设计依据.