一种新型上部结构的客车侧翻安全性分析

以某传统"五大片"式客车车身上部结构为基础,设计一种新型整体式"U"型梁客车车身上部结构.根据ECE R66法规要求,建立了2种车身上部结构方案的整车侧翻有限元模型.对客车车身局部骨架刚度试验进行模拟分析,检验了模拟计算的可靠性.采用显式非线性有限元求解器LS_DYNA对客车侧翻过程进行模拟分析.利用ADAMS软件计算出客车侧翻撞击地面时的线速度和角速度,作为侧翻模拟分析的初始条件.研究结果表明,两种车身上部结构方案的客车都能满足ECE R66法规关于乘员生存空间的要求;与传统"五大片"式客车相比,整体式"U"型梁客车车身上部结构将更多的碰撞能量传递给顶盖骨架和非碰撞侧侧围骨架,使得碰撞侧侧围骨架吸能减少,侧窗立柱的变形量减小,提高了客车的侧翻安全性.     

侧翻安全性的校车侧围结构轻量化设计

根据《客车上部结构强度的规定》对校车车身结构侧翻安全性的规定,建立和验证某校车有限元分析模型.采用均匀设计方法对校车的侧围结构厚度参数进行多水平多因素实验设计和侧翻仿真分析,并拟合实验设计数据获得轻量化水平较优的因素水平组合.结果表明:在侧围结构满足法规对生存空间要求的前提下,选择因素水平组合U₂₄₆₅并参考实际型钢的厚度规格(1(1.0,1.0),2(2.0,1.5),3(3.0,2.0),4(2.5,2.0)),可使侧身结构质量轻量化24.39%.     

某校车顶部抗压试验及仿真分析

为更好地评价专用校车顶部结构强度,提高校车顶部抗压性能,基于校车国家新标准GB24407—2012《专用校车安全技术条件》,建立整车有限元仿真模型.基于均匀加载方法定义顶部抗压边界条件,分析顶部结构的能量吸收特性并与实车顶压试验进行对比,验证了模型的有效性.仿真分析表明:校车顶部结构变形较小,应力分布均匀,上部结构强度较好;各项法规评价指标误差在10%以内.仿真与实验结果一致性较好,本研究可为校车后期安全性评价及结构改进提供参考方法.     

基于汽车低速碰撞的尾部安全性能分析和改进

中国城市的交通比较拥堵,汽车在日常行驶中常发生倒车、追尾等事故,造成汽车后保险杠甚至车体损伤.针对汽车低速尾部碰撞事故,本文建立了汽车整车有限元模型,从吸能和对车体的保护角度评价保险杠系统的保护能力.根据仿真结果,将保险杠横梁的材料选为高强度钢,对保险杠系统的碰撞性能进行改进.结果表明,改进后的保险杠系统不仅满足碰撞法规要求,而且实现了减重45%的轻量化目标.     

重卡驾驶室结构优化顶盖静压仿真分析

对国内某重型卡车驾驶室白车身的原始车型使用HyperMesh软件建立有限元模型并进行轻量化设计后,参照欧洲经济委员会ECE R29法规试验要求,使用LS-DYNA软件对结构优化前后的模型进行顶盖静压模拟试验对比分析.根据仿真结果,从驾驶室的变形情况和驾驶员生存空间来看,该驾驶室顶盖强度足够好,满足法规安全要求.     

纯电动客车侧碰撞有限元建模及仿真分析

以有效开展纯电动客车侧碰撞仿真为目标,建立了纯电动客车BK6122EV整车骨架、覆盖件、动力电池包有限元模型以及移动壁障有限元模型,按照碰撞法规对车体后部(后轮后)位置进行了侧后碰撞仿真,分析了电动客车车身、动力电池包在碰撞过程中的变形情况,评价了动力电池包在碰撞过程中的安全性,指出了电池箱门骨架刚度小、电池模块固定能力差、碰撞区侧围骨架缓冲吸能能力弱等影响安全性的缺陷.      

基于空载救援工况下的公交车车体骨架模型建立及强度分析

根据美国宾夕法尼亚州立大学工程学院阿尔图纳客车测试和研究中心所编制的最新客车测试方法,对18 m公交车车体骨架在空载救援工况下的车身骨架强度要求进行建模及仿真测试分析。首先基于CAE有限元仿真平台HyperWorks,利用Hypermesh构建了一类18 m公交车车体骨架模型;其次对所构建的模型的相关参数进行设置,并对各应力点给出一种载荷处理方法;最后在空载救援工况下,对所构建的车体骨架仿真模型施加330 kN向前的拉力,并对车体骨架的多个节点进行强度仿真分析。仿真结果显示各总成最大应力值均小于对应材料的屈服强度,表明所构建的车体骨架仿真模型的建模方法以及空载救援工况下的结构强度仿真分析均达到了美国最新客车测试方法关于空载救援拖车工况的强度要求。     

框架类机载设备支架的结构设计与试验研究

为解决满足高强度与轻量化要求的复杂框架类设备支架仿真模型不够精确的难题,通过在有限元分析设计的基础上,利用静力加载试验方法找出结构强度的薄弱环节,再建立结构力学模型进行失效机理分析,提出改进方案.静力试验结果表明:新的设备支架未发生明显塑性变形,局部设计改进有效,满足了航空极限过载要求;仿真、试验与理论模型相结合的设计方法可实现以较少材料增量的方式提高产品强度,为框架类支架设计改进提供有效的方案.      

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.     

Am级中央分隔带柔性护栏耐撞性拓扑优化设计

为了设计出一套满足Am级防撞等级的新型中央分隔带柔性护栏,根据国内现有的评价标准,首先基于动态显式有限元方法建立并验证汽车-护栏有限元模型;然后结合元胞自动机的拓扑优化方法以立柱为设计域进行了不同工况下的拓扑优化分析,并提取了"叶片型"立柱拓扑构型;再运用正交试验方法对影响护栏性能的4个设计变量进行研究,获得中央分隔带柔性护栏立柱的最佳尺寸参数;最后对其进行验证分析。分析结果表明,3种法规规定的车型与护栏碰撞过程中,护栏的最大横向偏移量均小于评价标准规定的1000mm,车体的最大加速度均小于评价标准规定的20g,满足了碰撞安全性能评价标准要求,故得到的"叶片型"截面立柱能够实现Am级防护能力。     

考虑上部结构和筏板相互作用时的有限元分析

常规设计时,一般把上部结构与基础隔开,柱底固结,然后计算上部结构的荷载,进行内力分析与梁柱设计,但是,这与实际工程不符,地基、基础的刚度会影响到上部结构的内力．本文针对一个框架．筏板基础-Winkler地基模型来分析基础与上部结构的相互作用,研究考虑和不考虑上部结构与基础共同作用时柱子的弯矩和轴力、梁的弯矩和剪力及筏板的沉降与变形．结果显示：常规设计与考虑共同作用相比,常规设计时,上部结构边柱设计偏于不安全,中柱偏于浪费;对于筏板的内力与差异沉降计算值偏大,筏板设计偏于浪费．     

上部结构、十字交叉梁基础和地基共同作用的分析

基于弹性梁理论和Boussinesq解,将弹性地基上的十字交叉梁基础分为两个方向的梁,并将上部结构简化为等效刚度板,通过梁与地基以及梁柱板之间的力与位移平衡协调分析,得到了考虑上部结构刚度时十字交叉梁基础与地基共同作用的半数值半解析解,算例表明,文中方法精度可靠,计算未知量少,便于实际工程采用．     

滑移隔震结构的瞬态最优半主动控制

提出了一种摩擦力可控的滑移隔震结构半主动控制方案．考虑上部结构的刚度和阻尼，采用一阶微分方程模拟时滞的影响，与结构的振动微分方程一起作为整个系统的状态方程，使用瞬态最优控制算法计算基底摩擦力的大小，通过计算实例对这种摩擦力可控的滑移隔震半主动控制方案进行了分析．结果表明，对于消极的滑移隔震结构，当基底摩擦力较小时，其上部结构的最大加速度响应值虽然小，但基底最大滑移量很大；当基底摩擦力较大时，滑移量和残余位移虽然可以减小，但上部加速度反应却很大．通过半主动控制后，不但具有较好的隔震效果，而且能有效地减小基底的最大滑移量及残余位移．     

弹性地基上空间巨型框架的重力二阶效应分析

对软土地基上的超高层建筑空间巨型框架的二阶效应分析建立了一种新的简化分析模型.在空间巨型框架中,仅考虑二级框架柱的轴向刚度,并将其向一级框架梁的轴线方向连续化,使之成为一级框架梁单元的弹性地基,把一级框架梁当作文克弹性地基梁,形成由巨型柱和巨型文克弹性地基梁构成的空间巨型框架,然后考虑了地基(半无限大弹性地基)的弹性变...     

体外预应力组合梁负弯矩下的稳定系数

考虑钢梁初始几何缺陷影响和残余应力影响,对体外预应力组合梁进行了有限元非线性稳定分析,计算结果与试验实测值吻合.通过改变截面参数,对25组组合梁在初始几何缺陷、不同残余应力分布和不同综合力比下的承载力进行计算,给出了预应力组合梁的长细比计算公式,与我国现行钢结构规范钢柱稳定曲线进行了比较.研究表明,承受负弯矩作用的体外预应力组合梁可用文中提出的长细比作参数采用钢柱稳定曲线进行计算.     

基于人体测量的小户型室内空间舒适性布局方法

现有小户型室内空间人体舒适度不高,导致室内空间布局利用率低、复合性差等问题。为此,引入人体 测量技术对小户型室内空间舒适性布局方法进行设计。对室内场景组织结构进行定义; 以定义的室内场景组 织结构为依据,采用人体测量技术构建室内空间布局模型; 采用模糊理论对舒适性指标进行设置; 最后以得到 的舒适性评价指标为基础,对室内场景元素进行适配,实现小户型室内空间的舒适性布局。实验结果显示,与 现有小户型室内空间舒适性布局方法相比较,该研究方法极大提升了空间利用率与复合性,充分说明该方法具 备更好的布局合理性。     

体外预应力钢－混凝土组合梁在负弯矩作用下的稳定系数研究

摘要：对组合梁施加体外预应力,可有效提高截面的开裂弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的极限承载力受失稳控制,其侧扭失稳表现为与纯钢梁不同的畸变失稳模式。本文考虑钢梁初始几何缺陷影响和残余应力影响,对体外预应力组合梁进行了有限元非线性稳定分析,计算结果与试验实测值吻合。通过改变截面参数,对25组组合梁在初始几何缺陷、不同残余应力分布和不同综合力比下的承载力进行计算,给出了预应力组合梁的长细比计算公式,与我国现行钢结构规范钢柱稳定曲线进行了比较。研究表明：承受负弯矩作用的体外预应力组合梁可用文中提出的长细比做参数采用钢柱稳定曲线进行计算。     

基于深度学习的岩石铸体薄片图像孔隙自动提取

岩石铸体薄片图像中孔隙区域的准确提取是分析评估工作的前提。但目前传统的孔隙提取方法主要是通过颜色特征进行阈值分割,精度较低,需加入大量的人工交互操作才能提高精度。因此提出一种新的基于深度学习的孔隙区域自动提取算法,该算法基于U-net搭建网络基本框架。首先,网络在编码阶段加入残差块来提升网络的深度。其次,针对残差块进行优化并引入空洞卷积,提取更全局、语义层次更深的特征。最后,在解码阶段加入网络模块间的短连接,提出新的融合特征方法,更好地将浅层特征与深层语义特征相结合,得到更加精细的孔隙区域。实验结果表明,该方法优于传统的孔隙提取方法,具有更高的分割精度且无需人工操作,与主流卷积神经网络相比也具有更高的精度和平均交并比。     

基于目标函数的矩阵分解非线性系统模糊建模

提出了基于新的目标函数的模糊聚类建模方法．改进的模糊聚类方法把模糊模型结构辨识和参数辨识融为一体．首先,通过新的目标函数的最小化确定模糊模型的输入空间,即确定模糊规则和规则数、参数．然后对经模糊聚类得到的模糊前件推理矩阵进行QR分解,通过分析秩亏损确定重要的聚类规则．为了证明这种建模方法的性能,对非线性系统进行了仿真建模研究,仿真结果证明所提出方法是一种有效的、精确的模糊建模方法.     

支持向量机增量学习中模型参数选择问题研究

支持向量机性能主要受模型参数的影响,而支持向量机增量学习中模型参数选择问题研究较少。针对这一问题,提出一种支持向量机增量学习中模型参数选择方法。将鲁棒度作为增量学习的性能估计准则,用拟合误差和比例系数调节解空间取值范围,采用梯度下降法搜索参数,用初始模型参数作为梯度下降法的初始值。用该方法对Logistic模型和航空发动机振动监控进行实验。结果表明：与基本遗传算法和梯度法进行比较,所提方法能充分利用历史学习的结果,缩小解空间的搜索范围,加快收敛速度。