侧风对汽车行驶的影响

车辆行驶过程中经常受到侧风的作用,为详细分析侧风对汽车行驶的影响,建立了汽车存在侧向力干扰时的动力学模型,分析车辆的跑偏情况,给出跑偏量计算公式.为验证动力学模型,进行了实车试验.在样车质心的前后施加侧向干扰力的直线行驶试验,揭示出四轮等转矩驱动时,车辆跑偏方向与侧向干扰力绕车辆质心的横摆力矩方向相同,跑偏量随侧向干扰力矩增加而增大.试验最终结果与理论值一致,为深入研究侧风对汽车行驶的影响提供了借鉴.     

基于自然通风的既有游泳馆室内气流组织模拟分析

目的 分析既有游泳馆气流组织的影响因素,为改善室内自然通风状况、打造健康的室内空气环境提供设计参考。方法 以某游泳馆为例,采用Airpak软件对室内气流组织进行模拟分析,提出在自然通风下通过改变侧窗参数和增设天窗来改善室内空气的流速和走向。结果 通过模拟分析得出最佳参数：侧窗入射风角度为各150°、通风面积增加至12.42%、进出风口面积比为1∶2、进风口和相对出风口高位、相邻出风口低位、并增设2组面积各为5%的天窗,此时,坐席区最大风速由0.16 m/s提高到0.91 m/s,泳池区最大风速由0.22 m/s提高到0.47 m/s。结论 入射风与进风口形成一定角度可避免穿堂风;侧窗通风面积和进出风口面积比不宜过大或过小;侧窗进风口不宜设在较低位置;大空间建筑设置天窗可提高空间整体风速。     

基于交通仿真的高速公路桥隧结合段交通安全评价方法

针对高速公路桥隧结合段特有行车环境,考虑行驶速度、桥面侧风、天气条件、车辆类型、道路线形等影响因素,根据车辆动力学性能确定仿真试验的响应指标,建立安全评价指标体系;采用TruckSim、CarSim车辆动力学仿真软件对车辆驶出隧道进入桥梁这一过程进行模拟分析,获取不同车型在不同天气下的侧向偏移量、偏航角、横摆角速度、侧向加速度、最大偏移量位置等响应指标的变化规律;采用组合赋权法确定各响应指标权重,通过模糊综合评价方法计算多场景下的综合风险值,划分安全风险等级;基于响应面法建立行车安全风险预测模型,并对河南省渑池—洛宁高速公路桥隧结合段进行交通安全性分析。研究结果表明：在桥隧结合段行驶过程中,对小型车行车安全而言,行驶速度影响最大,其次是天气条件,桥面侧风影响最小;对大型车行车安全而言,桥面侧风影响最大,其次是天气条件,行驶速度影响最小。提出的安全车速建议值可为制定动态车速限制策略提供技术支持。     

车辆稳态转向特性中车身侧倾角的影响因素

在多体系统动力学仿真分析/车辆模块(ADAMS/CAR)基础上,二次开发了车辆动力学仿真专用模块,为预测和分析车辆的稳态回转特性提供了一个平台.仿真分析了影响国产某小客车车身侧倾角的相关因素,计算出各因素在合理取值范围内变化对车辆侧倾角的影响及其影响的灵敏度,其中以质心高度对车身侧倾度的影响最大,达到每毫米0.21(°).(m.s-2)-1.提出了改善车辆侧倾性能的几种有效措施.与实车试验测试结果相比较,利用有限元模态分析方法建立的车辆前、后桥多体动力学模型更有利于提高仿真试验精度,对车辆稳态转向特性影响的预测分析具有更高的准确性.     

基于悬架运动学分析的车辆跑偏问题研究

基于汽车结构和车辆动力学原理,从轮胎、悬架、制动、转向和整车系统等方面分析了多用途车(multi purpose vehicles,MPV)车辆跑偏因素和原理。首先列举并归类了车辆跑偏的影响因素;其次对跑偏车辆进行分析,对比分析结果并查找原因。最终提出解决方案进行实车验证,有效地解决了车辆跑偏问题。     

基于悬架运动学分析的车辆跑偏问题

基于汽车结构和车辆动力学原理,从轮胎、悬架、制动、转向和整车系统等方面分析了多用途车(multi purpose vehicles,MPV)车辆跑偏因素和原理。首先列举并归类了车辆跑偏的影响因素;其次对跑偏车辆进行分析,对比分析结果并查找原因。最终提出解决方案进行实车验证,有效地解决了车辆跑偏问题。     

线控制动单轮失效下制动力优化分配控制策略

针对线控制动系统单轮制动失效时车辆制动稳定性控制问题,提出了协同线控转向和线控制动系统的制动力优化分配控制策略.为了最大程度满足驾驶员的制动期望,采用二次规划方法初始分配剩余三轮制动力;为防止车辆因制动力重构产生横摆或跑偏,采用滑模控制方法设计前轮转向控制器;考虑前轮转向对轮胎纵向力的影响,建立基于魔术公式的轮胎侧向力数学模型,基于二次规划方法实时优化轮胎在侧偏纵滑工况下的制动力.联合Simulink和Carsim进行了仿真实验分析,结果显示车辆的横摆角速度快速收敛为0,侧向跑偏距离均小于0.1 m.结果验证了本文提出的制动力优化分配控制策略在不同的制动工况下均能提高单轮制动失效车辆的制动稳定性.     

主轴电磁滑环式平衡头单平面动平衡调整方法

目的解决主轴在高速旋转过程中的不平衡力造成回转精度降低问题.方法笔者通过建立单平面动平衡调整算法模型,提出一种新型单平面主轴在线动平衡调整方法.基于Labview平台,开发在线动平衡调整仿真软件.结合试验实测数据与传统单平面调整方法进行对比分析,验证其合理性.结果该方法能够实现主轴在线动平衡状态、质量块精确定位,与传统方法相比,振幅降低程度达10%以上.结论新型单平面动平衡调整方法能够精确定位主轴质量块校正位置,大幅度提高主轴回转精度,为高速主轴的平稳运行和工艺优化提供基础科学依据.     

主动脉冲转向的横摆稳定性分析与试验研究

提出了一种后轮脉冲主动转向控制策略,运用脉冲信号作为控制器输出的后轮主动转向控制方法,对此做了理论分析和试验研究.首先,设计了产生脉冲信号的液压系统,并分析了此系统的运行对悬架参数和车辆稳态和瞬态响应的影响;分析不同脉冲参数(频率,振幅)对车辆横摆运动的影响并确定最优的脉冲参数.其次,综合跟随理想横摆角速度和抑制汽车质心侧偏角的方法,提出了控制策略与算法;运用基于CarSim和Simulink的联合仿真方法,分析此系统对汽车横摆稳定性能的影响;最后,安装液压脉冲发生器进行整车试验研究,验证仿真结果的可信性,并评价后轮脉冲转向的实用性.仿真和试验结果表明:后轮脉冲主动转向能够有效的跟踪横摆角速度和质心侧偏角提高车辆的横摆稳定性,同时可以减少质心侧倾角和侧向加速度,提高汽车的操纵稳定性.     

侧风作用下弯道行车安全速度阈值的仿真研究

以获得弯道行驶车辆在侧风作用下的安全行驶速度阈值为目的,基于对车辆在侧风环境下弯道行驶时所受外力及力矩进行分析,建立车辆安全行驶需满足的数学模型,通过建立1∶1东风标致301轿车模型设置不同工况进行流体仿真,得到各工况下弯道行车所受气动力和力矩,根据数学模型计算得出侧风作用下弯道行车安全行驶速度阈值,对安全驾驶与高速公路限速提供一定参考。     

模拟样机技术在轿车转向轮结构参数优化的应用

轿车行驶中转向轮定位参数呈非线性变化,若其变幅过大将影响操纵稳定和轮胎磨损。以定型轿车为目标研究定位参数变化规律,可实现定位结构参数优化。剖析目标车型结构及动态特性,在Hypermesh限元网格划分前处理软件中建立有限元横摆臂并进行处理,导入ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)机械系统动力学自动分析软件中的Car模块建立符合动态实体的前悬架三维刚柔耦合模型。设置边界条件导入ADAMS/car进行模拟试验,确定优化目标。根据前悬架侧滑理论,进行了双滑板侧滑试验,得到车辆侧滑量与前束值的函数关系,并利用多项式回归方法对其验证。得到最佳匹配的前束角与外倾角,调整初始定位参数并进行试验,试验结果表明:前束角变化量下降19.09%,外倾角变化量下降39.94%。     

横风激扰下的跨座式单轨车辆运行平稳性分析

对横风激扰下的跨座式单轨车辆的运行平稳性进行分析.首先,分别采用瞬态中国帽风载模型和非定常随机风载模型模拟动态风场,建立跨座式单轨车辆动力学模型,并将两种风载模型作为外部激励分别施加到车辆上.其次,采取数值仿真方法,分析不同车速、风速、合成风向角的跨座式单轨车辆在横风作用时的动力响应.最后,对车辆运行平稳性进行评估,计算限值下的临界安全风速,得到横风激扰下跨座式单轨车辆运行的安全区域.结果表明:车速、风速和合成风向角对跨座式单轨车辆的运行平稳性有显著影响;当车速和风速过大时,车辆会发生失稳现象.     

基于动态双向耦合的高速汽车侧风稳定性控制研究

针对高速汽车在侧风环境下的气动稳定性问题,基于大涡模拟（LES）及五自由度车辆模型,建立了汽车空气动力学与汽车动力学的动态双向耦合分析模型.考虑了主动前轮转向的主动控制（AFS）对高速车辆侧风稳定性的影响;采用调整车辆质心位置的方法验证了动态双向耦合模型的鲁棒性.对在某轿车在有、无驾驶员及有、无AFS控制下的运动及流场特性进行了对比分析.研究结果表明:在侧风作用下车辆的侧向速度及横摆角速度对高速车辆的气动稳定性有着重要影响;在无驾驶员条件下,有AFS控制的车辆仍能回到正常行驶路线,而无AFS控制的车辆无法回到正常行驶路线;在有驾驶员条件下,无AFS控制车辆最大侧向位移为1.1 m,有AFS控制车辆最大侧向位移0.47 m,表明AFS控制有助于提高车辆侧风稳定性.      

基于ADAMS的悬架仿真分析

为更好地指导汽车独立悬架的设计与制造,在ADAMS/CAR中建立了某车麦弗逊独立前悬架的仿真模型,对影响车辆操稳性的前轮定位参数在汽车平行轮跳仿真实验中进行了仿真分析。通过仿真,前轮外倾角、前束角、主销后倾角及主销偏移距随悬架跳动过程中的变化量均在一个合理的范围之内,初步验证了所建立的仿真模型的合理性。结果表明,利用多体动力学仿真软件ADAMS可以正确地建立汽车悬架的运动力仿真模型,为汽车独立悬架的设计和制造提供理论依据。     

基于AFS与DYC的车辆侧风稳定性控制研究

为了研究提高高速车辆侧风稳定性的主动控制方法,建立了考虑侧风作用下的车辆八自由度非线性动力学模型,采用基于分段线性轮胎特性二自由度模型作为参考模型,分别设计了多柔性PID主动前轮转向(AFS)和LQR最优控制直接横摆力矩控制(DYC),对比分析了在两种典型工况下,两种不同主动控制方法对高速车辆侧风稳定性的控制效果.研究结果表明:侧风直线行驶工况下DYC操作性、稳定性、轨迹保持能力方面均优于AFS,纵向动力学性能方面AFS优于DYC;侧风前轮转角正弦输入工况下AFS与DYC在操作性、稳定性、轨迹保持能力方面差别不大,纵向动力学性能方面AFS明显优于DYC.     

某型辅助动力装置进发相容性试飞技术

针对某型飞机辅助动力装置进气系统的飞行试验,首先建立了该飞机机身和辅助动力装置进气系统的仿真模型,并分别对其在地面和空中进行了数值仿真研究,计算了在不同试验条件下,APU进气系统的性能和畸变指数,然后将数值仿真结果同前期试飞数据进行对比,进一步验证数值仿真方法的可靠性,优化仿真模型,最后利用优化后段仿真模型计算后续即将进行段地面试验和飞行试验,为后续侧风、顺风地面试验以及试飞中试验点的选取提供参考,达到了试飞前预测和优化试飞目的。     

YZ_(22)型车辆与铁路T型简支梁桥的风荷载研究

采用数值模拟技术 ,分别计算了横风中不同来流攻角下 YZ2 2型车辆单体、铁路 1 6m预应力 T形简支梁桥单体、YZ2 2 型车辆和铁路 1 6m预应力 T型简支梁桥组合体的阻力系数和升力系数 .研究表明 ,当 YZ2 2 型车辆通过铁路 1 6m T形简支梁桥时 ,YZ2 2 型车辆和 T形简支梁桥所受风荷载均比各自单独存在时明显增大 ,认为在桥梁设计时 ,应考虑车辆过桥对桥梁风荷载的影响 .     

侧风作用下货车驾驶员反应行为模型

为建立侧风作用下驾驶员反应行为模型,基于8自由度驾驶模拟器,构建了风-车-桥耦合作用下大跨桥梁驾驶模拟平台。招募了32名职业货车驾驶员进行了侧风作用下驾驶模拟实验,采集了驾驶员行为及车辆动态响应数据,通过相关性分析选取了关键因素,建立了侧风作用下两阶段驾驶员反应行为模型。研究结果表明:方向盘反馈力矩是影响侧风作用下驾驶员反应行为的关键因素之一;考虑方向盘反馈力矩在内的两阶段模型能够较好的反映侧风作用下驾驶员的反应行为。     

一种电动汽车变速时多速变速箱的拓扑变化模型

多速变速器作为电动汽车的速度切换元件,在换挡时存在明显的拓扑变化,然而在传动数学模型中忽视了这一重要现象,导致传动动态响应预测存在很大偏差。针对电动汽车多变速传动在换挡过程中的拓扑变化,本文提出的一种基于脉冲动量关系的变速箱拓扑变化模型,引入正交补码消除了非工作约束,分析了换挡拓扑变化引起的速度跳跃。基于变速箱试验台和MATLAB仿真模型,开展了试验和仿真研究,对包含速度跳跃的多速变速箱变速过程进行了仿真,通过对比试验结果验证了本文提出的拓扑变化模型的正确性,实现了变速器动态响应更真实的预测,该模型可应用于任何具有换挡功能的车辆变速箱。     

车辆EPS模糊神经网络控制研究

在二自由度车辆转向和EPS动力学模型建立的基础上,设计了EPS模糊神经网络控制系统结构及其控制策略。对不同转向盘转角输入工况进行仿真计算。结果表明,与传统的机械式转向系统相比,有助力时车辆的横摆角速度峰值和标准差分别减少了5.2%和11.2%;车身侧偏角的峰值和标准差分别减少了29.2%和28.7%,结果证明了模型的正确性和控制策略的有效性。