恒速制动时制动器摩擦性能动态仿真

恒速制动时制动器摩擦副摩擦性能衰退规律是车辆连续下长坡制动热衰退研究的基础.以EQ1208后桥鼓式制动器为例,首先基于热-机耦合事实及对制动器摩擦副摩擦接触状态的分析,建立了鼓式制动器三维热-机耦合有限元模型并经台架试验验证,仿真值和试验值在相同温度测量点吻合较好,验证了有限元模型及所应用摩擦系数温度特性的准确性;然后在恒速制动工况下对影响摩擦副摩擦性能及其衰退规律的因素(坡度和车速)进行了仿真分析.     

重型汽车制动器虚拟样机的建模与应用

为准确计算重型汽车鼓式制动器的制动效能因数,采用三维CAD绘图软件Pro/ENGINEER、有限元软件ANSYS、多体动力学仿真软件MSC.ADAMS,通过开发柔性体摩擦片与刚体制动蹄连接模块、柔性体摩擦片与刚体制动鼓非线性接触模块,建立了鼓式制动器的虚拟样机模型。应用鼓式制动器虚拟样机模型,对北京首钢重型汽车制造厂32t重型汽车的鼓式制动器进行仿真计算,仿真得出的鼓式制动器的制动效能因数,与试验测试结果基本相符。     

制动器热分析的快速有限元仿真模型研究

基于制动过程中能量耗散的研究，建立循环制动过程中温度场分析的快速有限元仿真模型。对完全循环对称式的盘式制动器、鼓式制动器采用二维有限元仿真模型；对于空心盘式制动器考虑散热筋板结构建立三维循环对称有限元模型。考虑耗散热量分配系数、制动盘导热系数、对流换热系数、辐射换热鼷鼠等随温度的瞬态变化，获得瞬态温度场仿真结果。应用试验验证仿真结果，确认快速仿真模型的正确性与实用性，从而为制动器的抗热衰退、热疲劳设计提供了系统的解决方案。     

月球车下坡行驶运动控制策略研究与仿真

坡路是崎岖月面环境的典型路况,在分析月球车轮地相互作用模型,并对其进行修正简化的基础上,建立月球车下坡行驶地面力学模型。为了更准确地表征不同车轮的沉陷量,考虑到前面车轮对月壤扰动变形的影响,将月球车行驶过程中前后车轮的沉陷量分开计算。最后通过对月球车下坡行驶过程分析和月球车三维可视化仿真平台仿真试验,得出当月面坡度角大于28°时,应进行避障,而坡度角在20°～28°之间时,应控制车体速度,使之不大于坡道允许速度的月球车下坡行驶运动控制策略。     

基于动态表面理论的车辆制动与悬架协调控制

建立了七自由度车辆非线性动力学模型,车轮制动模型以及非线性轮胎模型,以缩短制动距离和制动时间而不大幅降低舒适性作为控制策略的出发点,将主动制动与主动悬架系统进行协调控制,采用动态表面控制理论,克服了反演设计中激增项问题,依据协调控制思想,分别对制动与悬架系统设计了协调控制器,并对协调控制与非协调控制进行了仿真对比分析。结果表明:对主动制动和主动悬架系统采用协调控制,可在小幅降低舒适性的情况下获得更大的地面制动力,进一步提高了车辆的制动安全性,表明了该控制方法的有效性。     

电涡流缓速器的三维数值仿真

为三维电涡流缓速器的仿真提供了一个完全的有限元表达式,这个表达式通过运用A,Φ-A公式结合库仑定律得以实现.为了考虑电涡流缓速器不规则的几何形状,采用了四面体单元对网格进行划分,并用有限元程序仿真电涡流缓速器在500rpm的磁通密度分布.电涡流缓速器在不同转速下用有限元程序计算的制动力矩与测量值进行了比较,测量值和仿真教据近似一致,有限元程序可用于工程计算和仿真.     

平面磨削温度场三维数值模拟及其试验研究

在考虑工件材料物理性能与温度的非线性关系情况下,采用三角形热源模型对一些典型的磨削工况进行了三维有限元仿真,获得了工件的温度分布.分析了热源模型、磨削液和工件材料的变物性等因素对磨削温度场的影响,得出了一些重要结论.利用热电偶法测量了磨削温度,发现有限元仿真值与实验测量值相当吻合;采用表面粗糙度仪探测了工件轮廓,验证了湿磨时磨削温度沿工件宽度方向的变化规律.     

汽车制动防抱系统的混合建模与仿真研究

在分析汽车制动防抱系统(ABS)工作特点的基础上,指出汽车ABS是由连续系统与离散系统组成的混合系统,进而提出基于有限状态机与Matlab/Simulink的ABS混合建模方法。利用混合建模方法建立了某轻型客车的ABS仿真模型并进行了低附着系数道路条件下的仿真研究,探讨了制动器制动力、电磁阀响应时间和车轮转动惯量对汽车ABS性能的影响。仿真结果表明基于混合建模的ABS仿真系统能很好的模拟汽车ABS的性能;制动器制动力、电磁阀响应时间和车轮转动惯量对ABS制动性能影响的分析为ABS的设计提供了依据。     

转向工况下的汽车制动防抱死控制的仿真研究

分析了汽车制动动力学,建立了转向制动工况下四轮仿真模型.进行了未安装防抱死装置(ABS)的转向制动仿真试验,结果表明车轮在制动过程中抱死且侧滑严重.建立了基于加权的纵向滑移率及其变化率和横向滑移率的Mamdani模糊控制器,并进行了转向制动仿真试验.制动距离和制动时间表明ABS不仅能减少制动距离,而且能够保持制动时的方向稳定性,说明基于模糊逻辑的ABS能够显著提高汽车的制动安全性能.     

连铸异型坯凝固过程的三维仿真分析

采用ABAQUS有限元软件,首次建立连铸异型坯凝固三维瞬态有限元传热模型,并利用Fortran语言编写用户子程序施加复杂传热边界条件,根据现有实测工艺参数对连铸异型坯的凝固过程进行三维仿真分析。重点分析异型坯横断面特征点温度的分布规律以及坯壳的增长规律,数值模拟结果与现场试验吻合。为连铸异型坯冷却制度的研究提供更加有效的手段,进而为连铸异型坯三维应力场的研究奠定基础。     

基于路面识别的HEV制动系统控制算法研究

为实现ISG混合动力汽车最大限度地回收再生制动能量,并保证其制动安全性,提出了一种协调再生制动系统和液压制动系统制动力矩动态分配的控制算法。该控制算法以路面识别为基础,以在制动过程中车轮滑移率为路面的最佳滑移率为控制目标,实时计算并动态调整前后轮液压制动力矩和再生制动力矩,保证在制动过程中车轮获得最大的附着系数。仿真结果验证了所制定的控制算法的稳定性和有效性。

Abstract：

In order to recycle braking energy as much as possible and ensure the safety in braking for ISG Hybrid Electric Vehicles,a novel coordinated control algorithm was proposed for dynamical distribution between regenerative braking torque and hydraulic braking torque.To assure that the adhesion coefficient of wheels is maximal during braking,the control algorithm based on the Road identification synchronously calculates and dynamically adjusts front wheel hydraulic braking torque,rear wheel hydraulic braking torque,regenerative braking torque and makes Slip Ratio of wheels equal to Optimal Slip Ratio all along.The simulation results show that the proposed control algorithm is steady and effective.     

三维集成电路工作热载荷工况的有限元仿真

建立了三维集成电路过孔互连结构的有限元数值模拟分析模型,对芯片内部存在极小热源时极易出现的畸形网格问题给出了解决办法,该方法能很好的处理三维集成电路中尺度不成比例结构的网格划分问题。针对工作过程中的散热问题,进行了热耦合分析。计算结果表明,由芯片到底面的热通路为散热的主要通道。为防止局部过热,应该把发热功率大的器件放在三维集成电路的下层芯片的器件层。仔铜基片所受应力较大,仔铜基片与铜柱接触面的边角处有应力集中,容易发生开裂失效。     

温度循环条件下固体装药应力及累积损伤研究

为考察外界环境对固体火箭发动机的影响,基于热粘弹性模型,利用有限元方法对其装药进行了温度循环条件下的顺序热应力耦合模拟,给出了温度场和应力场,建立了基于应力的累积损伤模型,研究了其累积损伤及主要影响因素。结果表明,温度循环条件下,装药内部产生交变应力,导致损伤累积。温度转换期间累积损伤增长较快,特别是在高温向低温转换期间,影响最大,并且随着升降温速率的增加,累积损伤显著增加。这为准确评估外界环境对固体火箭发动机的影响提供了参考。     

汽车轮缸压力传感器故障重构方法研究与仿真

针对汽车液压制动系统中轮缸压力传感器的故障重构问题,建立了汽车液压制动系统的轮缸压力非线性模型。在此基础上,给出了一种基于滑模观测器的轮缸压力传感器故障重构方法,并将滑模观测器的设计问题转化为LMI求解问题。最后对轮缸压力传感器断路故障进行了仿真研究,讨论了不同增益对故障估计的影响。

Abstract：

A fault reconstruction scheme based on the sliding mode observer was proposed for the fault reconstruction of the wheel cylinder pressure sensor in the vehicle hydraulic braking system, as well as a nonlinearity model of the wheel cylinder in the hydraulic braking system. Furthermore, the design of the sliding-mode observer was converted to the solving of the LMI. In conclusion, the wheel cylinder pressure sensor open circuit fault simulation experiment and the influence on fault estimation over the different gain were proposed.     

基于有限元法的开关变换电路的近场特性分析

为进一步明确电力电子开关变换电路工作时的近场特性，尝试采用基于有限元方法的ANSYS软件以BUCK电路为例进街。了分析，首先采用场路锅合的方法得到与已有结果相符的电感线圈电流波形，在此基础上对采用不同布局的BUCK电路实体原型建立了有限元模型，并对其进行了3D电磁场分析，得到了清晰的电磁场分布及其变化规律。通过分析为电力电子电路的电磁兼容设计提供了依据和新的思路。     

基于横摆角速度的ABS整车控制方法的研究

ABS的控制策略一般都在单轮模型的基础上开发,显然这样的控制策略不能很好的满足汽车制动过程中的方向稳定性。在ABS逻辑门限控制策略的基础上给出了一种基于横摆角速度的ABS整车控制方法。结合14自由度的汽车动力学模型,利用数值仿真技术进行了ABS单轮控制策略、低选控制策略以及整车控制策略下汽车制动性能的分析,并从汽车制动效能以及方向稳定性等参数进行了各种控制策略的比较,结果表明控制方法不仅具有良好的制动效能,同时也有较好的方向稳定性。     

分流组合模挤压过程的有限元分步模拟

基于刚粘塑性有限元法,在模拟过程中采用分步模拟的方法,对有限元网格进行分步重划分和步长的分步设置,并提出了解决体积损失问题的补偿方法,在Deform-3D有限元软件上实现了薄壁复杂截面铝型材的分流组合模挤压成形过程的三维数值模拟。分析了铝合金口琴管挤压过程中的金属的流动和变形行为,获得了速度场、温度场、应力场和应变场的分布图,数值模拟结果与理论分析结果吻合较好。结果表明:采用有限元分步模拟可以在保证模拟精度的前提下大幅缩短模拟运算时间,是模拟薄壁复杂截面铝合金空心型材挤压成形过程的有效方法。