非线性有限元分析在结构试验教学中的应用

对东莞理工学院土木工程专业的结构试验实验教学内容进行研究与改革。主要阐明结构试验实验教学中存在的问题,提出利用非线性有限元技术进行计算机仿真来辅助实验教学的设想和建议,并给出一个利用非线性有限元软件包Atena进行模拟分析的钢筋混凝土简支梁静载试验的实例。研究结果表明了使用该数值模拟技术进行辅助结构实验教学的可行性。     

某轻型卡车正面A柱撞击仿真与改进

为了提升轻型汽车的碰撞安全性,建立了某轻型卡车有限元模型,对驾驶室进行有限元仿真模态以及100%正面碰撞仿真,并通过驾驶室试验模态与实车碰撞试验,验证有限元模型的准确性.参照ECE R29-03标准,针对最大允许质量小于7 500 kg的轻型卡车,提出了正面A柱摆锤撞击仿真方法.同时根据该车碰撞仿真结果,发现驾驶室压溃损坏,A柱及后围变形严重,假人触碰驾驶室内非弹性零件,乘员生存空间不满足要求.为提升碰撞性能,采取了A柱填充结构泡沫、增加后围加强梁和后围横梁加强板等改进措施.结果表明:驾驶室刚度得到提升,优化了力的传递路径,各零件能量吸收更均匀,具有足够的生存空间,顺利通过正面A柱摆锤撞击试验.     

轮式车辆驾驶室安全强度的试验研究

模拟拖拉机翻车工况,对驾驶室的安全强度进行动载测试分析,获得主要构件的应力—作用力及位移—作用力的关系曲线,并找出驾驶室的薄弱环节,为驾驶室安全架的合理设计提供了依据。     

基于静载试验的桥梁检测及安全性评价

桥梁静载试验主要测试桥梁控制截面的应变、挠度和裂缝开展情况.某公跨铁立交桥位于湖南,为了检测该桥的承载能力及安全性,对该桥进行了静载试验.荷载试验是检测桥梁整体受力性能是否满足设计和标准规范要求,评定桥梁承载能力及安全性最直接和最有效的办法.     

基于预应力混凝土空心板桥荷载试验研究

为了检验空心板桥的施工质量是否符合设计要求,保证桥梁使用的安全性,对预应力空心板桥进行了荷载试验(静载试验).介绍了试验原理,加载方案,得到了静载试验的结果.     

某钢管砼拱桥静载测试分析

铭选大桥主孔为９０ｍ净跨的钢管砼中承式拱，大桥建成后进行静载测试．对测试结果进行了整理，并与理论计算进行对比分析．结果表明，该桥在试验活载作用下处于弹性阶段，服从平截面假定，材料非线性和几何非线性影响很小．还对这类桥梁的构造和设计提出建议     

基于虚拟现实的汽车操纵稳定性试验技术

汽车操纵稳定性试验对汽车的主动安全性有着重要影响．随着汽车工业的发展，汽车的行驶速度在不断提高，对汽车操纵稳定性的试验和评价方法也提出了更高的要求．车辆道路试验的巨大成本和对汽车工作原理的日益深入的了解使得在计算机上仿真汽车操纵稳定性试验成为可能．介绍了将计算机仿真技术——虚拟现实技术应用于汽车操纵稳定性试验的现状，并对其应用前景做了展望．     

拖拉机驾驶室耳旁噪声主动降噪控制

为了降低拖拉机驾驶室耳旁噪声,采集了拖拉机驾驶室耳旁噪声及左右车窗的加速度信号,并对其进行频谱分析;通过分析得到了拖拉机驾驶室耳旁噪声和左右车窗加速度的频率成分大部分与发动机的转速有关(即基频都是发动机转速一半)。提出了一种基于误差信号的FX-LMS主动降噪方法,建立了基于误差信号FX-LMS算法的Simulink仿真模型,并将拖拉机驾驶室内耳旁噪声信号导入到Simulink仿真模型中,把误差信号作为参考信号,对模型进行仿真分析。仿真结果表明:基于误差信号的FX-LMS主动降噪方法在拖拉机驾驶室耳旁有10～15 d B的降噪效果。     

钢筋混凝土框架单调加载试验的计算机仿真系统

开发了钢筋混凝土框架单调加载试验的计算机仿真系统软件，该系统采用增量刚度法，考虑了材料非线性，几何非线性等因素的影响，对试验进行全过程分析，据此采用动画功能从角度把框架在试验过程中的性能和状态的变化形象生动地表现出来。     

“拖拉机驾驶室振动、噪声源分析和控制”通过鉴定

我院承担的“七五”攻关课题“轮式拖拉机CAD研究”四级子项“拖拉机驾驶室振动、噪声源分析和控制”通过鉴定. 课题组对驾驶室振动源、噪声源进行了深入全面分析,结合上海-50拖拉机进行试验验证,成功地采取了多项减振降噪措施,使驾驶室的振动量值有所下降,驾驶室内耳旁     

Lightweight design of automotive front crossbeam assembly

This paper reviews the development course of the front crossbeam assembly for a self-owned brand vehicle model based on lightweight and passive safety performance.Combining with an A00 model variant,the paper details the design of extruded aluminum-alloy front crossbeam assembly from the perspectives of optimal design,performance verification, lightweight effect and cost control.The following results in the technical and engineering applications have been achieved.The weight of the developed aluminum-alloy crossbeam can be reduced by 51%.The simulated analysis of the collision rigid wall,the 40%offset hammering as well as the static crush test of energy-absorbing box show that alter reasonable materials matching and size optimization of the crossbeam and the energy-absorbing boxes,the level of crash safety can be improved.The price of aluminum-alloy front crossbeam can be lowered by using the extruding die instead of the stamping die to reduce the die cost-sharing.     

垂向强冲击载荷下车辆缓冲座椅的安全带系统防护性能分析及优化

针对特种车辆受到垂向强冲击时缓冲座椅的安全带系统防护性能进行研究,建立了地板-座椅-乘员系统的有限元模型,对驾驶室地板结构施加冲击位移输入,应用数值仿真方法比较分析了缓冲座椅分别匹配两点式、三点式、四点式和六点式安全带时对乘员的约束效能。在垂向强冲击载荷下,具有六点式安全带的缓冲座椅可有效地减小腰椎轴向压力峰值,同时降低乘员与车身结构发生冲击碰撞的可能性。进一步对六点式安全带的预紧特性和限力特性参数进行了多设计方案分析和优化,具有匹配优化后的预紧特性和限力特性的六点式安全带可使乘员的腰椎轴向压力峰值比优化前降低10.7%,比三点式安全带显著地提高了缓冲座椅抗垂向强冲击的安全性。     

半挂汽车列车行驶稳定性问题研究

为探究汽车列车行驶过程中牵引车单元和半挂车单元的相互影响机理,通过整车行驶稳定性动力学分析建立了半挂汽车列车11自由度动力学模型,并利用Matlab对建立的模型进行了仿真分析;采用汽车列车实车行驶稳定性检测试验验证了整车动力学模型和数值仿真的正确性. 研究结果表明:路况良好时,两车辆单元侧向加速度与横摆角速度大小接近,半挂车运动响应略有滞后;汽车列车发生侧翻的可能性较大,而不易发生侧滑和折叠事故;车辆侧翻时,半挂车车轴首先提升,其次是牵引车后轴,牵引车前轴最后提升.     

一种用于气压制动系统的检测试验台

为保证汽车制动稳定性,减小或消除前后制动器制动的时间差,合理布置气制动系统的制动管路和优选制动系统的相关部件及总成非常重要.为此,研制了由微机控制的气制动系统检测台架试验台;该试验台由压力传感器、信号放大器、数据采集系统、计算机、气压源等组成,可以模拟测试汽车的气制动系统的制动及解除制动的反应时间;应用该试验台对某大型客车气制动系统进行了实测,证明系统实用可靠,与路试相比可节约大量的试验经费和试验时间.     

Application of Computer Integration Technology for Fire Safety Analysis

With the development of information technology, the fire safety assessment of whole structure or region based on the computer simulation has become a hot topic. However, traditionally, the concerned studies are performed separately for different objectives and difficult to perform an overall evaluation. A new multi-dimensional integration model and methodology for fire safety assessment were presented and two newly developed integrated systems were introduced to demonstrate the function of integration simulation technology in this paper. The first one is the analysis on the fire-resistant behaviors of whole structure under real fire loads. The second one is the study on fire evaluation and emergency rescue of campus based on geography information technology (GIS). Some practical examples are presented to illuminate the advantages of computer integration technology on fire safety assessment and emphasize some problems in the simulation. The results show that the multi-dimensional integration model offers a new way and platform for the integrating fire safety assessment of whole structure or region, and the integrated software developed is the useful engineering tools for cost-saving and safe design.     

AD250铰接式自卸车橡胶悬架系统动态特性试验研究

基于SCHENCK整车道路模拟试验台,设计和实施了AD250铰接式自卸车整车道路模拟试验.采用路谱激励模拟车辆实际行驶状态,在不同路面、载荷与车速下,以加权加速度均方根值为指标评价了AD250铰接式自卸车的平顺性.分析了前后悬架橡胶弹簧上下测点加速度响应的频谱特性,掌握了不同载荷工况下前后橡胶悬架系统的非线性动态特性.试验表明:该车平顺性有待于进一步提高,前悬架对于隔离来自路面的激励起到了一定的作用,而后悬架没有起到有效的隔振作用.该研究为检验和修正整车动力学模型及悬架系统优化设计提供了重要依据.     

载货车驾驶室的静力模态刚度灵敏度

驾驶室与车架在整车安装的环境下具有复杂耦合关系,针对这一复杂的优化问题,引进了静力模态刚度概念,定义了静力模态刚度灵敏度,推导了计算静力模态刚度灵敏度的方法.该方法已应用在整车安装环境下驾驶室的设计分析.在分析中,采用了整车有限元模型,将驾驶室分为15个超单元.结果表明所得的静力模态刚度灵敏度可以用来改进驾驶室设计.     

动车组司机室人机几何适配性设计规范应用研究

从人机工程学角度出发,针对驾驶座椅选择、驾驶空间设计与驾驶视野校核等方面的几何适配性问题展开讨论,明确了CRH系列动车组司机室人机几何适配性设计所遵循的标准.得到的结论可用于CRH动车组司机室几何适配性设计中,为贯彻UIC 651的相关规范提供方法保障.     

框架式重卡驾驶室疲劳分析与评价

根据路试采集的载荷谱,制定台架试验方案,利用有限元法与试验法考查某开发车型框架式驾驶室的疲劳耐久性,并将结果与对标车比较;仿真与试验结果吻合,共同考核出该车型的设计薄弱环节.最后,提出一种将加载力的下降速率曲线作为指标来评价驾驶室当量寿命的全新方法.     

CFRP在商用车白车身驾驶室中的轻量化研究

通过实验与仿真建立了CFRP复合材料的本构模型.对某商用车白车身驾驶室进行静刚度和动态力学分析,在满足驾驶室车身刚度要求的条件下,选取CFRP复合材料对驾驶室模型进行材料代替,设计了钢/CFRP混合材料结构的驾驶室模型,并以通用有限元软件nastran对其求解.仿真结果表明,轻量化后的驾驶室模型的刚度基本保持不变,一阶扭转频率提升了27.3%,同时白车身驾驶室整体质量下降37.9 kg,降幅达到11.3%,轻量化效果显著,CFRP复合材料在汽车轻量化领域具有广阔的发展前景.