地铁车轮辐板热-机疲劳强度分析

针对地铁车轮因频繁制动而导致的车轮疲劳失效问题,在ANSYS平台通过有限元仿真法,模拟磨耗到限车轮单独机械载荷作用和制动热载荷与机械载荷共同作用两种工况下车轮应力场分布。模拟30次连续停车制动工况车轮温度场和热应力场变化,并将最大应力场对应的温度场作为体载荷施加到机械载荷应力场分析中进行热机耦合分析。基于UIC510-5标准中多轴转化为单轴疲劳强度评估方法,利用Fortran语言编写疲劳强度评估程序,对两种工况下车轮辐板静强度和疲劳强度进行评估,并对比分析两种工况下辐板材料利用度。结果表明在制动热载荷作用下,车轮辐板最大von_Mises应力和材料利用度分别增加54%和70%,制动热载荷对辐板静强度和疲劳强度有显著影响。     

机械弹性车轮侧向刚度的影响因素分析

为深入研究机械弹性车轮侧向力学特性,基于理论及数值仿真的方法对车轮侧向刚度影响因素进行了分析.利用能量法建立了0轮单元侧向刚度理论模型,并得到影响车轮侧向刚度的主要因素.在简化机械弹性车轮结构的基础上,建立了车轮三维有限元模型,并验证了模型的有效性.针对不同垂向载荷、0轮几何结构参数以及橡胶层剪切模量,对机械弹性车轮进行了侧向刚度特性的仿真试验.计算结果表明:随着垂向载荷、橡胶层剪切模量的增大,车轮侧向刚度均增大;随着0轮断面高宽比的增大,车轮侧向刚度呈减小趋势.通过对车轮侧向刚度影响因素的理论及数值分析,可为优化车轮刚度特性及改进车轮结构等方面的研究提供参考.     

新型轮胎试验机载荷解析研究

研究了新型6自由度轮胎试验机试验原理及轮胎载荷的解析方法. 应用多体动力学理论以及空间坐标旋转变换矩阵,求得各种试验工况下的作动缸长度. 考虑各个作动缸受力方向、轴向力传感器测量方向、作动缸向量的方向,以及存在侧偏角时轮胎力的空间转换,得出了轮胎地面3个方向力的解算方法. 利用空间向量运算方法得出了轮胎地面3个方向力矩的解算方法,建立了轮胎试验机的仿真模型. 通过轮胎稳态侧偏力学特性试验以及轮胎稳态侧倾力学特性试验的仿真分析,验证了作动缸运动规律的理论分析的正确性. 通过轮胎稳态侧倾侧偏复合工况力学特性试验仿真分析,验证了轮胎地面6分力载荷的解算方法的正确性.      

一种新型动力吸振式轮边驱动系统仿真分析

针对一种基于电机摆动式动力吸振原理的新型轮边驱动系统,推导其振动力学微分方程,在MATLAB与ADAMS仿真软件中建立三自由度振动模型,进行车身加速度和车轮动载功率谱密度的仿真分析,验证了理论公式及仿真模型的准确性;并以车身加速度与车轮动载为指标,将该系统与一般轮毂电机驱动系统对比研究其改善车辆平顺性和车轮接地性的效果.结果表明,这种新型轮边驱动系统可有效降低车身加速度和车轮动载,从而显著改善车辆平顺性和车轮接地性.     

基于有限元仿真车轮多轴疲劳强度分析

基于UIC510-3规程和热负荷试验,确定了车轮疲劳强度分析的计算载荷工况,采用有限元方法数值模拟了运行状态下车轮的应力变化规律,进行了车轮疲劳强度评定.采用最大主应力方法将多轴应力状态转化为单轴应力,通过Haigh-Goodman疲劳极限方程,得出机械载荷下车轮辐板孔的疲劳强度满足要求;采用Goodman方程,将制动热负荷产生的零-拉脉动循环转化为对称循环,根据辐板材料的S-N曲线评价,得出单纯制动热负荷下辐板孔满足疲劳强度要求;提出制动热应力与机械波动应力的叠加方法,采用Miner法则预测机械载荷与制动热负荷组合作用下辐板孔裂纹的形成寿命.由不同载荷下车轮疲劳强度的评价结果,判断出导致辐板孔边裂纹形成的载荷因素是机械载荷与坡道制动的综合作用.     

ADSL驾驶模拟器动力学模型的改进与验证

为了提高ADSL驾驶模拟器逼真度,研究开发了新版转向系统模型、车轮模型、制动系统模型.转向系统模型为力输入模型并计算了系统的弹性;车轮模型考虑了气胎弹性、接地印迹块动力学和接触模型;制动系统模型采用制动力矩动静摩擦分离的计算方法;从而实现了左右转向车轮协调计算、轮胎力准确计算及stand-still(起步-停车)工况、制动到零速等精确工况的仿真.通过新版模型、2000年版模型的操纵稳定性工况的仿真结果与场地试验结果的对比,验证了模型的正确性,模型精度得到了提高.     

弹性车轮瞬态动力响应的有限元仿真方法研究

初步讨论了橡胶弹性车轮瞬态动力响应的有限元仿真方法,进行了基于橡胶材料超弹性特性力学本构关系建模方法研究,在此基础上模拟了弹性车轮与刚性车轮在道岔冲击载荷作用下的瞬态动力响应.     

基于滑移率试探的电动车辆制动控制策略

分析了电驱动车辆制动控制中能量回馈与制动稳定性之间的矛盾,提出了一种兼顾制动回馈控制及车轮防抱死控制的基于滑移率试探的电动汽车制动控制策略.在制动过程中根据滑移率是否在稳定区域,实时控制电机制动力与液压制动力,在保证制动稳定性的同时提高制动能量回收能力.该控制策略不依赖于路面辨识、制动力估计等复杂算法.在不同制动工况下的仿真结果表明: 采用该策略能获得接近最优的制动回馈效率,并在大制动力工况中实现了车轮的防抱死控制.     

基于主动转向与差动制动最优控制客车侧翻研究

客车载客量大、重心高,在高速转弯行驶工况下易发生翻车事故,客车防侧翻控制研究对提高其行驶安全性有着重要的现实意义.在建立客车整车多自由度系统模型、理想二自由度以及Dugoff非线性轮胎模型的基础上,利用横向载荷转移率作为侧翻危险状况的评价指标,基于差动制动和主动转向两种控制技术的防侧翻控制机理设计模糊控制器,通过叠加转角与各个车轮不同的制动力矩的共同作用,对客车进行快速有效的防侧翻控制.利用Matlab/Simulink软件建立最优控制力矩防侧翻控制系统仿真模型,分别针对不同附着系数路面、客车满载工况进行相关仿真.结果表明,该控制系统方案可行,可对大客车侧翻危险状况进行有效控制.     

轻型客车防抱制动系统计算机仿真

文章对轻型客车进行了动力学分析,建立了与防抱制动系统相关的数学模型。以车轮角加减速度及车轮角加减速度变化率为控制对象,在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件下,分别对有防抱制动系统和无防抱制动系统的汽车进行了制动过程动态模拟。并简要分析了有关汽车参数及路况变化对ＡＢＳ系统工作特性的影响。     

机械能守恒的条件及其协变性

从一道力学试题出发,讨论了机械能守恒的条件,并深入研究了守恒规律的协变性要求.     

一种基于反射镜的2×2机械式光开关

研制出一种基于反射镜的 2× 2机械式光开关 ,介绍了该器件的结构、原理及影响重复性的因素 ,该器件采用两个双光纤准直器对光路进行耦合 ,利用继电器带动反射镜工作 ,能够灵活地改变光路 .该器件主要用于光交叉连接和光路信号上下载中 ,实验和测量结果表明具有插损低、可靠性好的特点 ,应用前景极其广泛 .     

机械设计课程的CAI

计算机辅助教学(CAI)是将计算机引入教学过程而产生的教学方式,它能辅助教师的教学工作.本文论述了CAI在机械设计课程教学中所起的重要作用.     

Coupled quantized mechanical oscillators

The harmonic oscillator is one of the simplest physical systems but also one of the most fundamental. It is ubiquitous in nature, often serving as an approximation for a more complicated system or as a building block in larger models. Realizations of harmonic oscillators in the quantum regime include electromagnetic fields in a cavity and the mechanical modes of a trapped atom or macroscopic solid. Quantized interaction between two motional modes of an individual trapped ion has been achieved by coupling through optical fields, and entangled motion of two ions in separate locations has been accomplished indirectly through their internal states. However, direct controllable coupling between quantized mechanical oscillators held in separate locations has not been realized previously. Here we implement such coupling through the mutual Coulomb interaction of two ions held in trapping potentials separated by 40?μm (similar work is reported in a related paper). By tuning the confining wells into resonance, energy is exchanged between the ions at the quantum level, establishing that direct coherent motional coupling is possible for separately trapped ions. The system demonstrates a building block for quantum information processing and quantum simulation. More broadly, this work is a natural precursor to experiments in hybrid quantum systems, such as coupling a trapped ion to a quantized macroscopic mechanical or electrical oscillator.     

利用机械阻抗求取机械系统传递函数的方法

文章提出了一种利用机械阻抗求取机械系统传递函数的简便方法 ,它类似于电系统中的复阻抗方法。这种方法将机械系统 3种基本元件固化为类似弹簧的复域元件 ,使求取系统传递函数免去列写微分方程的环节。与电系统稍有不同的是 ,这种方法需将机械系统结构图作适当的改形。改形也很简单 ,只要将串联形式的质量元件改为并联即可。     

Interactive graphics mechanical optimum design

Virtually all conventional optimizations are Performed in a batch computer environment. No graphic information during the optimization process is provided. The research tactics and implementation procedure of interactive graphics in mechanical optimum design are presented. An interactive Graphics Mechanical Optimum Design Program(IGMODP) for microcomputers is developed. The example of wheeled loader's working device optimum design using IGMODP is carried out.     

量子力不宾路径积分形式

以直捷的方式，阐述了量子学路径各分的基本思路，讨论这一理论与其它量子力学形式的关系，工由此理论导出在外力ｆ（ｔ）驱动下，一维谐振子的传播子。     

机械合金化对Y_2O_3/Cr-Ni基复合材料力学性能的影响

采用机械合金化工艺和普通粉末冶金方法分别制备了Y2O3/Cr-Ni复合材料,研究了两种制备方法对Y2O3/Cr-Ni复合材料性能的影响.结果发现:机械合金化后,粉末的衍射峰宽化、衍射峰强度降低;经压坯烧结后制备的材料,其结构与普通粉末冶金制备的相比更均匀,致密化程度也更高,材料的室温硬度和抗拉强度都比传统粉末冶金法制备的材料要高.根据Larson-Miller参数方程对两种制备方法制备的氧化钇增强镍铬基复合材料的高温力学性能进行了模拟对比研究,高温模拟结果表明,试验材料的维氏硬度值和热处理参数P基本上是一种线性关系,说明Larson-Miller参数方程对镍基复合材料的寿命设计具有一定的适用性.高温热模拟后,机械合金化工艺制备的材料仍保持着良好的力学性能.