基于响应曲面法的重卡悬架参数匹配优化

文章利用ADAMS/Car建立考虑高度控制阀的某种重型卡车空气悬架和整车多体动力学仿真模型,采用试验设计技术(DOE)设计试验方案,以悬架元件刚度、阻尼为试验因子,以驾驶员座椅处的加权加速度均方根函数为目标函数进行试验,通过响应曲面法对试验数据进行拟合,得到了目标函数与试验因子之间的关系表达式和悬架系统的最优参数。仿真结果表明采用优化后的悬架参数可使驾驶员舒适度得到提高。     

基于广义路谱与常规车速的轿车平顺性评价研究

为了研究基于一定路面谱下常规车速对轿车平顺性的影响,在ADAMS/CAR多体系统下,基于实际车型的主要特性参数建立包含悬架等子系统的多体整车模型,参照相关车辆平顺性道路试验方法,探讨了路面谱的建立方法,对3种常规车速工况进行平顺性仿真分析,分别获取各车速下的三轴向加速度时间历程,利用MAT-LAB编制程序计算各车速下三轴向总加权加速度均方根值;在类同于B级路面谱的某机场路进行3种稳速工况下道路试验,同样可获取各车速工况下三轴向总加权加速度均方根值.对比研究发现,总加权加速度均方根值随车速的变化趋势基本一致,且车速变大时平顺性降低,表明仿真试验与道路试验的一致性较好.     

路桥过渡段沥青路面平整度的评价方法

为合理评价路桥过渡段沥青路面的平整度,采用最大瞬态振动值(MTVV)作为平整度的振动舒适性评价指标,采用Carsim建立整车车辆模型和路桥过渡段路面模型,进行人-车-路相互作用的仿真,分析桥头台阶高度、搭板长度、搭板纵坡变化值和车速对MTVV值的影响;基于数值模拟结果,结合通过现场试验所进行的桥头舒适性调查问卷统计结果,探究MTVV分级标准和路桥过渡段平整度评价方法.根据以上研究,提出了MTVV分级标准;对设有搭板的桥头和不设搭板的桥头,分别提出容许纵坡变化值和容许台阶高度值;针对路桥过渡段平整度提出两种评价方法.     

不同平顺性评价指标对悬架最优阻尼比的影响

为研究不同汽车平顺性评价指标对悬架最优阻尼比的影响,以1/4汽车悬架线性模型为研究对象,采用MATLAB/Simulink软件建立路面不平度时域模型及悬架二自由度模型。首先仿真验证路面不平度时域模型的准确性;接着分别采用加速度均方根值和频率加权加速度均方根值作为平顺性评价指标计算最优阻尼比并进行比较,研究表明考虑加权作为评价指标的最优阻尼比小于未考虑加权作为评价指标的最优阻尼比,且两个评价指标下的最优阻尼比均与路面等级和车速无关;最后提出了同时考虑加权加速度均方根值、动挠度均方根值、车轮动载均方根值的综合平顺性评价指标,研究了基于该指标下不同路面不同车速的最优阻尼比,结果表明,采用综合平顺性评价指标时的最优阻尼比与路面等级和车速相关。研究结论为车辆悬架阻尼优化及控制提供了依据。     

基于舒适性的软土地区公路行驶质量评价方法

针对软土地基公路工后沉降大、分布范围广,现有国际平整度指数IRI评价方法存在很大局限性的问题,提出了基于行车舒适性的软土地区公路行驶质量评价方法.首先采用五自由度1/2车辆模型,计算比较了道路纵面线形拟合方法和数据间距对车辆振动加速度计算结果的影响,获得了车辆振动的加权加速度均方根值;根据ISO2631振动舒适性标准提出评价司乘人员的舒适性DCI和RQI计算公式及参数取值;结合软土地基及非软土地基两种路段沉降情况,比较了本文方法与国际平整度指数IRI方法评价结果的区别.分析发现,在非软土地基公路,本文方法与IRI方法评价结果接近;而在软土地基公路,两者的结果差异较大,本文方法更加符合工程师的直观感觉.     

整车刚柔耦合建模及随机激励下的平顺性分析

基于多体动力学理论、有限元及模态综合法,建立了某轿车的整车刚柔耦合动力学模型,其中包括前悬架、转向系等刚体子系统及后悬架柔体子系统.建立B级随机路面模型,采用该数字化试验道路对整车的平顺性进行仿真计算,得到不同车速下的车身质心处垂向加速度以及驾驶员座椅坐垫上方、座椅靠背以及脚支撑面处的加权加速度均方根值.结果表明,所建...     

不平整激励下机场道面和公路路面

针对目前我国机场道面平整度评价主要沿用高速公路标准体系,提出一种机场道面和公路路面平整度评价的建模与分析方法.建立飞机和汽车动力学模型,选取飞机和汽车竖向加速度响应作为评价指标,提出基于Matlab/Simulink模块仿真分析的流程.以代表机型和车型作为试验对象,在不平整铺面激励下考查竖向加速度响应的差异;并解析运行速度、组成构造、前后轮距、质量分配系数、振动元件、质量和转动惯量等因素对飞机和汽车动力学响应差异的影响程度.最后,根据波音公司疲劳标准,反算机场道面国际平整度指数(IRI)与3 m直尺下最大间隙的标准值,提取机场道面管理的重要的决策参数.     

不平整激励下机场道面和公路路面平整度评价综合分析

针对目前我国机场道面平整度评价主要沿用高速公路标准体系,提出一种机场道面和公路路面平整度评价的建模与分析方法.建立飞机和汽车动力学模型,选取飞机和汽车竖向加速度响应作为评价指标,提出基于Matlab/Simulink模块仿真分析的流程.以代表机型和车型作为试验对象,在不平整铺面激励下考查竖向加速度响应的差异;并解析运行速度、组成构造、前后轮距、质量分配系数、振动元件、质量和转动惯量等因素对飞机和汽车动力学响应差异的影响程度.最后,根据波音公司疲劳标准,反算机场道面国际平整度指数(IRI)与3m直尺下最大间隙的标准值,提取机场道面管理的重要的决策参数.     

基于磁流变减震器的飞机起落架控制研究

对磁流变起落架原理进行分析,并通过力学理论与Bouc-Wen模型建立了磁流变起落架的动力学模型.依据模糊与最优控制理论采用3种控制策略对磁流变起落架进行控制仿真.仿真结果显示:复合控制策略使得加速度峰值和加速度均方根分别降低了34.70%与33.40%,具有最佳的控制性能.     

基于AVL Cruise的阿波斯拖拉机动力学仿真研究

为了寻找农用机械整车动力学特征分析的高效、可靠手段,消除整机性能试验研究的诸多弊端,本文采用了当前在道路车辆动力学分析中常用的仿真技术手段,即通过使用AVL公司旗下的一款整车性能分析软件Cruise搭建阿波斯拖拉机的整车模型,对拖拉机的动力性能和经济性能进行了仿真计算,并进行了试验验证。 在道路行驶条件下,对拖拉机的动力性能(最高车速、最大加速度、滑行距离)进行了计算分析;在农田工作条件下,对拖拉机特定工况下的燃油经济性进行了仿真计算。将各种条件下的仿真计算结果与实车试验进行了对比验证。得出以下结论：道路行驶条件下,采用H5档,试验测试得到的最高车速为40km/h,对应的仿真计算结果为40.54km/h,相对误差为1.35%;采用H5档位,0-40km/h加速时间的仿真结果为5.7s,对应的实测时间为5.5s,相对误差为3.6%;H5档的最大加速度的计算值为2.26m/s₂ ,道路试验所测得的H5档最大加速度为2.22 m/s₂;道路滑行以20km/h的初速度滑行距离,仿真计算的结果为54m,对应的实测距离为53m;农田工作条件下,耕地深度22.5cm时,0-6km/h加速试验的实际测量距离和时间为8.2m和6.7s,对应的仿真计算结果为8m和6.5s;以L2档位,8km/h工作时测得的实际油耗为17.2L/h,对应的仿真计算油耗为17L/h。通过试验的验证,搭建的阿波斯拖拉机的仿真计算模型是合理的,计算精度符合要求,能够作为拖拉机整机开发的重要辅助手段。     

重载汽车动力学性能多目标优化分析

以三轴重载汽车为例,以影响其动力学性能的悬架参数优化为目的,在随机路面激励的作用下,构建了三点虚拟激励模型,通过建立三轴重载车的六自由度模型,利用虚拟激励法得出驾驶室座椅均方根值表达式,并以加权的加速度均方根值作为平顺性的评价指标;建立汽车转弯运动力学模型,得出侧倾稳定性因数与悬架的侧倾特性和由路面随机激励所产生的动载荷之间的关系,确定以稳定性因数作为汽车侧倾运动的稳定性评价指标;将整车的95百分位四次幂合力作为道路友好性的评价指标.根据悬架刚度和阻尼与各性能评价指标之间的关系,基于Isight软件,运用遗传算法NSGA-II实现了汽车的平顺性、稳定性和道路友好性的多目标综合优化,从而得出了悬架刚度和阻尼的最佳匹配值.该思路对于多轴重载车的参数设计具有参考价值.     

基于深度学习的轨道不平顺估计车体横向加速度研究

针对轨道不平顺影响行车安全和乘坐舒适性的问题,开展轨道不平顺和车体振动响应之间关联关系的研究.根据轨道不平顺与车体横向加速度数据之间的时空传递特性,基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）与长短期记忆网络（Long Short-Term Memory, LSTM）,建立一种CNN-LSTM组合模型.首先,对轨道不平顺与车体横向加速度之间的相干性进行分析,同时探究列车运行速度对车体横向加速度的影响,进而确定模型的输入数据;然后,对模型进行优化,确定CNN-LSTM组合模型参数细节;最后,利用CNN-LSTM组合模型、LSTM模型和多体动力学仿真模型对车体横向加速度进行估计,并与实测的车体横向加速度进行对比分析.研究结果表明：CNN-LSTM组合模型预测的平均均方根误差值为0.046,相比于LSTM模型、多体动力学仿真模型的平均均方根误差值分别减少了0.006和0.026,说明了CNN-LSTM组合模型能够对车体横向加速度进行有效估计.     

多编组铰接车辆的平顺性时域分析与优化

为了分析优化多编组铰接车辆的平顺性问题,建立了考虑悬架非线性阻尼特性的n节编组铰接车辆的振动模型,采用粒子群算法对影响车辆平顺性的关键参数(悬架非线性阻尼参数)进行了优化,并提出了一种基于车间铰接约束力补偿和线性二次高斯(linear quadratic Gaussian, LQG)控制相结合的主动悬架控制方法。以车体的垂向、侧倾和俯仰振动加速度均方根作为车辆平顺性关键评价指标,采用B级路面以不同速度对4节编组车辆实施仿真分析。结果表明：随车速增加车辆平顺性变差,且存在首车至尾车车体垂向振动加速度均方根依次变大等振动特点,且通过悬架参数优化与采用主动悬架控制后,车辆平顺性得到明显提高——车辆在垂向、侧倾和俯仰方向的振动加速度均方根分别减少了48.29%,24.79%和54.44%。     

整车刚柔耦合动力学模型及平顺性优化

为了研究车身的弹性变形对整车行驶平顺性的影响,在ADAMS/Car模块中建立整车刚柔耦合模型,依据相关试验法规,进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验,并通过实车道路试验对比验证模型的正确性和合理性.利用验证后的整车刚柔耦合模型和试验设计技术,对悬架的弹簧刚度系数、减震器阻尼系数进行优化.优化后车身质心处垂向振动加权加速度均方根值降低了12.6％,表明悬架系统参数的合理匹配可以明显改善车辆的行驶平顺性.     

重型牵引车空气悬架参数匹配优化

在分析空气弹簧刚度特性的基础上,获取空气弹簧动特性曲线优化方法,利用ADAMS/Car建立重型牵引车空气悬架以及整车虚拟样机模型,以空气弹簧刚度和减振器阻尼为试验因子,以驾驶员处的加权加速度均方根值函数为目标函数,通过响应曲面法建立目标函数与试验因子之间的关系表达式,获取最优空气弹簧动特性曲线.将优化的空气悬架参数代入到整车模型进行分析,仿真结果表明采用优化后的悬架参数可使驾驶员舒适度得到提高.     

供应链性能评价框架

建立了一种基于Vensim平台的单供应商-单制造商-单分销商供应链仿真模型,并运用线性加权法对仿真结果进行了评价.仿真结果表明,供应链上产品的质量比较高,但是成员服务水平不够理想,交货速度比较慢,冗余交货能力比较大.该模型提出了动态实时性评价思想,为确立过程与结果的量化关系打下了基础,也为提前发现供应链运作中的潜在问题提供了一种可能.     

基于虚拟样机技术的摩托车平顺性分析

应用ADAMS／view建立摩托车的刚柔混合体模型,并对其进行动力学仿真,得出垂向振动加速度。对垂向振动加速度进行数据处理,得到垂向振动加速度功率谱密度函数,并利用加速度加权均方根值为评价指标,对摩托车的平顺性进行评价研究。结果表明,摩托车刚柔混合体模型更接近实际,可以应用于开发阶段摩托车平顺性的分析预测。     

轻型车微观排放模型的建立与比较分析

研究采用车载质量排放测试仪器OEM 2100为基础搭建轻型车车载排放测试试验平台,并在实际道路上进行大量试验;基于试验结果分析实际道路轻型车排放影响因素,通过回归方法和神经网络方法建立速度、加速度与轻型车质量排放率之间的模型;基于实际道路排放数据进行模型误差计算。研究结果表明:所建立的排放模型可以预测实际道路上的瞬时排放率变化情况,速度回归模型、二元回归模型和神经网络模型对轻型车排放进行预测分析的整体误差小于17%,而每秒的误差基本上也在30%以内,并可与交通仿真模型相互融合,从而评价不同交通管控措施下轻型车运行状况变化带来的排放差异。     

全地形车平顺性客观评价

为弥补目前国内外全地形车舒适性评价方法的空缺,研究分析了全地形车的实际振动特点,依据ISO2631、ISO5349标准,提出了全地形车客观评价方法.该方法利用三轴向总加权加速度均方根值评价全地形车手把处和座位处的振动.对几款全地形车进行了道路试验和台架试验,二者的试验结果比较吻合,说明该评价方法能够很好的反映振动对人体的影响.     

摩托车乘骑舒适性评价方法

通过对ISO2631,GB4970-96,GB7927-87等标准的研究,根据人体感受特性曲线,提出了摩托车乘骑舒适性的两种评价方法--客观评价法和主观评价法.其中客观评价法的评价指标采用加权加速度均方根值,它给出了乘骑舒适性的定量评价;主观评价法则基于对大量实测乘骑人员主观评价的统计,给出相对比较主观的评定.两种评价方法相结合,对摩托车乘骑舒适性进行全面的评价.