校车座椅乘员约束系统参数优化设计

为研究校车两点式约束系统对中学生乘员损伤防护效果,利用显式有限元分析软件LS-DYNA建立某款校车座椅约束系统数值仿真模型.基于国家标准要求,在实测减速度波形加载下,分析模型中假人头部HIC值,胸部3 ms加速度值和大腿轴向压力值,通过优化约束系统参数进一步提升中学生乘员损伤防护效果.结果表明:减小座椅靠背刚度可以改善中学生乘员腿部损伤防护效果;沿X方向后移安全带固定点位置可明显降低中学生乘员胸部损伤;在合理范围内增大安全带织带刚度可明显降低中学生乘员头部和胸部损伤.     

车辆受垂向强冲击时座椅安全带的防护效果比较分析与锚点位置优化

针对特种车辆受垂向强冲击时座椅安全带对乘员防护性能问题研究较少的情况,该文应用数值仿真方法分析评价了分别配置5种形式安全带的座椅—乘员系统模型的垂向强冲击响应,在此基础上进行了5点式、6点式安全带的锚点位置优化研究,并分析检验了该优化方案在车辆正面、侧面碰撞工况的防护效果。研究结果量化评价了多点式安全带结构形式差异对乘员防护效果的显著影响,实现了以乘员的垂向冲击防护为主要目标的座椅安全带锚点位置优化分析,对于特种车辆座椅安全带系统的综合优化设计具有技术指导意义。     

儿童乘员伤害指标及下潜趋势的影响因素

建立了基于多刚体动力学MADYMO软件的儿童乘员约束系统台车碰撞系统的仿真模型,包括儿童座椅增高垫、成人安全带系统、后排座椅、6岁儿童假人,研究了成人安全带系统的限力器和预紧器的相关参数对儿童乘员碰撞响应和损伤值的影响.结果表明:卷收器预紧器可有效减小儿童乘员伤害值,同时减小儿童乘员的下潜风险;而锚点预紧器会增大儿童乘员的下潜风险,锚点预紧器与安全带单向锁止器配合使用可降低儿童乘员的下潜风险;广泛用于降低成年人碰撞伤害的4.0kN卷收器式限力器在本研究中被证实对于儿童乘员没有明显的保护效果,减小成人安全带限力值可对儿童起到较好保护作用.     

ISOFIX结构改进过程仿真及验证试验

为了提前验证儿童座椅国际标准化组织固定装置(ISOFIX)合规性能,在新车型ISOFIX装置开发过程中,通过仿真分析结合试验方法,准确地验证原始设计,发现和改善设计中的不足,针对性地提出改善方向,确保ISOFIX装置改善方案满足GB14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》。仿真实验证明了该方法能够快速响应设计改善过程。     

爆炸冲击下座椅底部防护性能改进及参数分析

爆炸冲击下座椅底部防护性能的研究日益受到关注。针对某特种车辆爆炸冲击环境下乘员防护座椅受到瞬时高强度冲击时的防护性能进行研究,建立整车爆炸环境。利用仿真计算与试验所得座椅安装点加速度及乘员响应对有限元模型进行验证,通过改进座椅安装方式分析对比座椅底部防护性能,借鉴AEP55乘员伤害准则,对乘员约束系统中弹簧刚度、黏性阻尼系数、坐垫刚度3因素运用拉丁超立方试验设计进行座椅参数影响分析。研究发现:座椅侧面安装方式相对底部安装方式能够达到14.5%的综合防护能力提升;弹簧刚度、黏性阻尼系数及坐垫刚度对座椅防护性能有显著影响并呈现一定相关效应。为后续底部防护座椅设计优化提供导向。     

爆炸冲击下座椅底部防护性能改进及参数分析研究

爆炸冲击下座椅底部防护性能的研究日益受到关注。针对某特种车辆爆炸冲击环境下乘员防护座椅受到瞬时高强度冲击时的防护性能进行研究,建立整车爆炸环境,利用仿真计算与试验所得座椅安装点加速度及乘员响应对有限元模型进行验证,通过改进座椅安装方式分析对比座椅底部防护性能,借鉴AEP55乘员伤害准则,对乘员约束系统中弹簧刚度、粘性阻尼系数、坐垫刚度3因素运用拉丁超立方试验设计进行座椅参数影响分析,研究发现：座椅侧面安装方式相对底部安装方式能够达到14.5%的综合防护能力提升;弹簧刚度、粘性阻尼系数及坐垫刚度对座椅防护性能有显著影响并呈现一定相关效应。为后续底部防护座椅设计优化提供导向。     

集成预紧式安全带的防护性能分析及稳健性优化

随着汽车主动安全技术的发展,为了进一步推动集成预紧式安全带(Integrated Active and Passive Seatbelt,IAPS)技术的发展和产品的广泛应用,本文研究了IAPS对乘员的防护性能,并进行了稳健性优化设计.首先,本文通过Madymo软件对比分析了IAPS、传统火药爆炸式安全带(Conventional Pyrotechnic Seatbelt,CPS)和可逆预紧式安全带(Reversible Pretension Seatbelt,RPS)对乘员的防护性能;然后,构建了以乘员的头部损伤(HIC15)与胸部压缩量(Cdef)为目标函数的Kriging代理模型,运用多目标粒子群优化算法对IAPS的可逆预紧力、可逆预紧时刻、火药爆炸预紧时刻、安全带伸缩率、安全带限力值及安全气囊的激活时刻6个关键参数进行了匹配优化.并基于iSIGHT多学科优化平台,运用最优拉丁方对优化后的Pareto非劣解集采样,蒙特卡洛模拟方法,满足6σ稳健性设计准则;最后,以乘员损伤风险为依据选择最优解.结果表明,IAPS比CPS和RPS对乘员的防护更具有优越性;此外,多目标6σ稳健性优化设计不仅明显减小了乘员的头部损伤(HIC15)与胸部压缩量(Cdef),而且将IAPS产品质量特性的均值和方差同时降低,使得设计变量远离边界约束.因此,提高了产品质量的一致性和可靠性.     

两种典型安全带布局对乘员的保护比较

为了探究飞机坠毁过程中,安全带座椅系统对乘员的保护情况,利用DYTRAN软件结合ATB数字假人进行了有限元仿真计算。分别针对装备斜三点式和四点式安全带的两种典型的座椅系统,参照FAA对航空用座椅实验的要求设置了两组冲击载荷。通过对比其碰撞动态响应并评估可能的乘员损伤情况,总结了两种安全带形式各自的优缺点。     

系泊浮桥运动的非线性动力特性

研究系泊分段线性恢复刚度对浮桥运动的影响，根据系泊浮桥的分段线性刚度，提出了浮桥动力响应的非线性分析模型．考虑浮桥的横荡运动，计算上下游锚链的系泊力及确定分段线性刚度，建立了浮桥横荡运动方程．以长1000m的浮桥为例，得到了浮桥横荡周期为4．33s，及不同波浪作用下浮桥横荡运动响应的幅频特性．计算表明，由于系泊刚度的分段线性，浮桥运动出现幅值跳跃，并且刚度比越大，幅值跳跃越大．     

客车后排3人椅试验仿真与钩件尺寸优化

为了降低座椅钩件的材料成本,采用Hyperworks软件建立某款客车后排3人座椅的有限元模型.基于GB 14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX 固定点及上固定点系统》进行座椅安全带固定点试验与仿真,对比分析上、中、下3条绳索最大位移量,验证仿真模型有效.在仿真模型基础上,针对座椅后脚钩件提出3组优化方案,选取最优方案,利用Optistruct模块对最优方案钩件进行尺寸优化.结果表明:在满足安全带固定点试验法规的前提下,座椅钩件厚度从10 mm减至2.5 mm;采用Q235材料代替原SAPH590材料,可以降低座椅钩件成本.     

BN纳米带几何结构和电子性质第一性原理研究

本文采用第一性原理研究了不同带宽下BN纳米带的几何结构与电子性质。研究结果表明：随着带宽的增大,BN纳米带边缘发生形变,键角增大,B-B键键长增大,当带宽约为1.7nm时,B-B键发生断裂;电子性质研究表明：随带宽减小,最高占据轨道(HOMO)/最低非占据轨道(LUMO)能隙减小。对电子态密度(DOS)及赝能隙分析表明：BN纳米带带宽越小在费米能级处DOS越大,且赝能隙越小,这和GNR比较相似,说明BN纳米带越窄电子越容易从价带向导带跃迁。     

串联机器人加工系统关节刚度的高精度辨识方法

提出一种串联机器人加工系统关节刚度的高精度辨识方法.首先,基于雅克比矩阵的Frobenius范数,得到串联机器人加工系统的灵巧性,并确定工作空间内可达姿态的灵巧性数值分布情况.然后,分别选取4组不同等级灵巧性的姿态进行关节刚度辨识实验,并计算出相应姿态下的关节刚度.最后,对辨识出的4组关节刚度的末端变形计算值与测量值进行相对误差分析.结果表明:随着灵巧性的增大,机器人关节刚度辨识的准确性越高;相较于灵巧性较小的姿态,灵巧性较大的姿态的末端变形计算值与测量值的相对误差可降低20%~50%.     

托辊防输送带跑偏的几种方法

介绍了几种运用托辊纠正皮带跑偏的方法及其工作原理,供纠正皮带跑偏时参考。     

一种测量转子动刚度的方法及应用

基于Jeffcott转子不平衡响应理论,通过在轮盘上加载不平静质量,测量不平衡质量产生的不平衡响应,实现了一种获得转子动刚度曲线的方法。通过改变支座拧紧力矩来改变支座连接刚度,以转子动刚度衡量不同支座连接刚度对转子动力学特性的影响。理论和试验结果验证了该方法的正确性,试验表明:当支座反力小于支座拧紧力矩所能产生的最大静摩擦力时,增加支座连接刚度并不会改变转子系统的动刚度。     

单自由度随机系统的幅频与相频特性变异性分析

采用Monte Carlo方法,引入相对均差函数的概念,对单自由度线性随机系统的位移响应的幅频与相频特性的变异规律进行了定量研究.结果表明,系统动力学参数中,刚度和质量随机都会引起幅频特性均值曲线的峰值降低、位置前移、半功率带宽值增加;而阻尼系数随机会引起幅频特性均值曲线峰值升高,半功率带宽值减小.与刚度随机时的影响相比,质量随机时的半功率带宽增加幅度较小,峰值位置前移幅度较大;刚度随机时对低频段影响较大,质量随机时对高频段影响较大.刚度与质量参数随机时相频特性均值曲线的拐点位置不变,只是拐点附近曲线陡峭度减小.与刚度和质量随机相比,阻尼系数随机时幅频与相频特性的变异较小.     

弹性枪架的等效质量

在已求得弹性枪架等效刚度的基础上,以枪架托架上端部作为特征点,假设枪架的动变形与静变形成正比,利用能量等效原理,进一步分析弹性枪架的等效质量,结果可用于获得自振时全枪的固有频率或用于求解射击时全枪的动力响应。     

一种新型切削加工机器人的结构研究

开发了一种新型结构切削加工机器人。该机器人采用刚度较高的关节结构和模块化结构,可以根据加工对象的特点快速组装成相应的刚度较高的切削加工机器人布局形式。实验结果表明,该新型结构机器人能完成切削加工任务,并具有较高的刚度和运动精度     

湖北省高新技术产业带形成及建设布局

高新技术产业带作为集中智力、信息、资金和政策等各种资源的优势地区是高新技术产业发展的重要基地。根据增长极和点轴布局理论,探讨了湖北省高新技术产业带“点－轴－带”的渐进式布局发展过程。     

基于有限元的在役桥梁纵向刚度修正法

根据平截面假定及有限元基本原理,推导梁桥纵梁刚度分段求解方程组.文章利用静力测试参数稳定、可靠、准确的良好属性,借助室外实梁试验,修正桥梁纵向刚度,验证算法的有效性.结果表明:该算法推出的纵梁刚度与实际刚度吻合良好;可计算纵梁由于各类损伤所带来的刚度缺失,有效锁定损伤范围,估算损伤程度,判别纵梁整体损伤状况.经对比分析...     

材料模量对封闭式防渗墙负摩阻力的影响

为了研究材料模量对封闭式防渗墙负摩阻力的影响,以某黏土心墙堆石坝为背景,建立了有限元模型,坝体材料及覆盖层采用邓肯—张Et-μt模型,防渗墙与覆盖层之间的接触关键采用无厚度接触面模拟,进行了非线性有限元分析。计算结果表明:封闭式防渗墙上的负摩阻力的分布受材料刚度的影响较大,中性点位置随着防渗墙材料刚度地增加在不断地下移,增加到一定刚度时,中性点位置基本保持不变;随着材料刚度地增加,防渗墙上最大负摩阻力值不断的增加,开始增加的速率很快,后期变慢;封闭式防渗墙上竖向应力受负摩阻力的影响较大,材料模量越大,影响越显著。其研究成果可为以后工程设计提供参考。