基于数值模拟和回归正交设计的AA5754铝合金温成形回弹特性

以圆筒温拉深切环实验为基础,采用数值模拟与回归正交试验相结合的方法,建立铝合金温成形过程中板料成形初始温度、摩擦因数、压边力、凹模圆角半径和凸凹模间隙与回弹之间的回归模型,得出各工艺参数对制件回弹的影响规律,确定最优工艺参数组合。通过回归模型进行回弹预测,并与相同工艺条件下4种温度的实验结果和数值模拟结果进行比较。研究结果表明:回归模型显著性明显,拟合度高,预测结果具有较高的可信度。     

交通事故视频采集及事故再现的研究与设计

基于WDM技术、USB技术及事故再现的模型,对系统中视频采集过程的实现机制、视频采集系统模型的软件实现和交通事故中的理论碰撞模型进行了研究.解决了交通事故中的视频采集、事故再现和事故分析中的关键问题.并在理想模型和实际模型情况下对一维碰撞模型进行了模拟再现.     

基于Pc crash的交通事故再现误差分析

对交通事故再现软件Pc-crash中的特征参数进行分析,设计具普遍意义的车车斜撞模型,运用分析法、控制变量法先提取较主要的参数;再设定正交试验将这些较重要参数按权重大小排序.基于对特征参数的研究,探求这些重要参数对模拟结果影响的权重及产生影响的类型,以此寻求减小事故再现误差的方法,并用国内一起典型的车两轮车交通事故验证结论的正确性,为提高Pc-crasch软件再现国内事故精度的研究建立基础.     

基于物理引擎的汽车碰撞事故仿真系统

道路交通事故发生的时间短暂、原因复杂,使得人们难以掌握交通事故发生过程的破坏形式以及减少事故损失的方法。为了形象地模拟道路交通碰撞事故过程,清晰地展现破坏形式和碰撞能量,基于Quest3D虚拟现实平台,运用PhysX物理高阶引擎技术,针对交通事故中常见的两车碰撞开发了汽车碰撞仿真系统。结果表明,通过碰撞方式控制、相关参数控制、制动控制等多功能仿真控制,实现了白天、晚上、雨天、雪天等全天候下弹塑性三维碰撞模拟;渲染汽车碰撞过程中车身的凹陷、撕裂等破坏效果的同时,实现了实时输出碰撞速度、速度、动能、坐标向量、制动距离、角速度、角动量等定量化数据,为汽车碰撞事故的分析与重现提供了有利的仿真工具。     

车辆-行人/自行车骑车人事故死亡风险和头部动力学响应对比研究

通过对深入调查的交通事故数据进行分析和仿真,对比了中国道路交通环境下行人与自行车骑车人死亡风险和头部动力学响应的差异.从中国不同地区深入交通事故调查采集的数据中选出能估算出车辆碰撞速度且具有详细伤情记录的438例行人和自行车事故作为原始样本,利用逻辑回归分析建立了车辆碰撞速度与行人及自行车骑车人死亡风险的逻辑回归模型,分析了两者的死亡风险的差异.分别选取21例行人事故和24例自行车事故利用MADYMO软件进行了事故重建,比较了行人与自行车骑车人头部动力学响应.结果表明,车辆碰撞速度与行人和自行车骑车人死亡风险显著相关,相同车辆碰撞速度下自行车骑车人死亡的风险略低于行人.此外,行人与自行车骑车人的头部碰撞条件如头部碰撞速度和碰撞角度等也存在明显差别.此结果可为设定更加合理的中国道路车辆限速和制定有利于自行车骑车人和行人头部保护的策略提供参考.     

轿车-自行车碰撞事故再现及仿真试验

通过数值模拟方法对某一真实车-自行车碰撞事故案例建立车辆及人员的数值模型,人体损伤仿真结果与法医勘验结果吻合,验证了该模型的可靠性.以该模型为基础,对不同速度及不同撞击位置情况下的车-自行车碰撞虚拟试验进行计算,探讨了不同情况下人体抛距、头部最大加速度及小腿最大受力等信息的规律性.数值模拟技术与法医勘验工作相结合将为交通事故鉴定提供科学的理论依据和数值参考.     

基于迭代方法的交通事故再现优化的研究

事故再现是道路交通事故责任鉴定或原因分析的重要方法,也是交通安全改善研究中的重要步骤.针对目前国内提出的事故碰撞理论模型,采用迭代的方法,按照方向误差最小的优化准则,对速度计算结果进行调整,使其更加合理、可靠.     

基于独立碰撞工况的儿童约束系统参数优化

为实现获得专利的集成式儿童安全座椅在碰撞事故中对乘员的最佳保护,以6岁儿童乘员为研究对象,采用经验证的约束系统模型,在正碰、侧碰和追尾等3种汽车碰撞工况下,分别结合拉丁超立方、正交、均匀试验设计方案和多项式响应面代理模型的方法,对座椅高度和座垫深度等设计参数进行碰撞仿真分析和优化设计.仿真试验结果表明,优化后约束系统儿童乘员损伤值在3种独立的碰撞工况下均有显著下降.     

复杂岩体地应力场的随机反演及遗传优化

利用岩体工程量测的变形或应力，考虑量测结果的随机性，提出了复杂岩体初始地应力场的随机反分析模型．在该模型中，采用具有多项式分布的边界荷载来模拟构造应力场，地应力和边界荷载不必符合特定的分布和假定，可以模拟任意分布的复杂初始地应力场；与有限元相结合，采用改进的能全局优化和智能搜索的加速遗传算法反演出边界荷载多项式系数．最后通过工程实例进行了验证分析，表明该方法的有效和可行性．     

基于汽车碰撞事故的人体头部有限元模型建立与验证

为研究汽车碰撞事故中人体头部损伤机理,建立并验证具有较高生物逼真度的头部三维有限元模型.采用计算机断层扫描和磁共振相结合的医学成像技术,利用数字图像识别和网格剖分技术,获得50百分位人体头部有限元网格.通过碰撞仿真分析,得到撞击力、颅内加速度、颅内典型碰撞位置(碰撞侧、碰撞对侧、上下枕骨)的应力和压力变化规律,并与国外经典的尸体试验数据进行对比分析.仿真分析结果与试验中颅内压力、颅内运动学等生物力学参数吻合良好,能够准确反映真实碰撞过程中人体头部的生物力学响应情况.建立的头部三维有限元模型精确度较高,能够进一步应用于汽车碰撞事故中人体头部损伤力学机理研究.     

基于侧面碰撞的多用途乘用车侧面结构优化

为了提升多用途乘用车的侧面碰撞安全性能,采用有限元分析与实车试验相结合的方法,对其进行了结构优化.建立了该车的有限元模型,通过实车正面碰撞试验与有限元仿真的对比,验证了有限元模型的准确性.根据侧面碰撞法规进行了侧面碰撞仿真分析,采用正交试验设计方法,对B柱内外板和车门加强板选取5个优化参数,分别设置4个水平,得到不同的设计方案.采用极差分析法和多因素权重优化法对试验结果进行分析,找出最显著的因素水平获取最优设计方案.结合侧面结构特点,对车门和B柱结构进行改进得到最终优化方案.将优化后的车型与原车型仿真结果进行对比分析,结果表明:测量点的侵入量和侵入速度都有了明显的降低,验证了优化方案的有效性.     

干摩擦滞后系统的参数识别

本文采用参数识别和非参数识别相结合的方法对含有干摩擦滞后特性的非线性系统的模型特征与参数进行了分析研完。利用正交幂级数多项式的最小二乘估计法对系统的非线性恢复力进行最佳逼近。提出了结合最小二乘回归技术关于非线性恢复力最佳阶次的判别方法。通过模拟识别和结合实际产品对双线性滞后模型的特征参数进行识别研完。为非线性干摩擦滞后系统的动态特性研究及工程应用提供了新的依据和方法。     

基于摄影测量技术的交通事故再现几何特征提取

通过摄影测量的方法为交通事故虚拟再现提供初始输入数据.基于直接线性变换方法建立摄影测量的数学模型,最小二乘方法进行模型的求解.应用二维模型提取交通事故的刹车印迹特征,结合自制的标定系统及三维模型提取交通事故的车身变形特征.通过两起交通事故案例,验证该方法的有效性.结果表明,采用摄影测量方法提取交通事故几何数据作为事故再现的初始输入,可以准确地推算碰撞接触时刻的车速及车辆初始接触位置.     

斗齿模锻过程优化设计方法研究

为提高模锻成形过程设计的计算效率,提出了一种基于正交设计和数值模拟相结合的优化设计方法,该方法将优化过程与有限元模拟相分离.将其应用于斗齿锻件模锻优化设计,优化了锻造过程的外形参数和工艺参数,获得了良好的效果.同时,该方法对其它模锻件成形过程的优化设计也具有指导意义.     

汽车碰撞变形计算机模拟研究

分别应用于动力学方法和有限元方法对多种轿车车身碰撞过程进行了建模、模拟和分析计算，结果表明，碰撞在时速65km/h以下，撞压量与碰撞速度的关系呈线性，其与美国国家公路交通安全局的试验统计结果相吻合；而在较高速度碰撞时，非线性特征逐渐增大，碰撞总撞压量与碰撞相对速度呈准线性关系，二者之比称撞压系数，为0.9-1.7，非线性的影响约5%。同时给出了其判速方程，所得碰撞的撞压变形规律，特别是判速方程和撞压系数在汽车结构设计和交通事故分析中具有实用价值，巳在多起疑难事故分析中取得很好效果。     

基于响应面法的车身前端结构钢板匹配方法研究

为了合理匹配不同等级的钢板在汽车车身前端碰撞吸能结构件中的应用,提出了基于响应面方法的优化设计方法.通过拉丁方试验设计和二次多项式回归模型,采用优化软件LS-OPT和碰撞数值仿真软件LS-DYNA,对某轿车前端的6个吸能结构件的钢板,进行了8种不同材料的屈服强度的匹配优化,得出了最有利于正面碰撞的钢板组合.对优化前后的整车进行了正面碰撞的对比分析,验证了基于响应面方法进行材料匹配优化的可行性.     

基于近似模型的机床铣削质量稳健性优化设计

在铣削加工优化设计过程中，设计变量的不确定性通常被忽略，这容易导致优化解违反优化设计约束条件.为此，本文基于近似模型方法，开展铣削参数的多目标稳健性优化设计研究.在该优化设计方法中，采用多项式响应面模型和径向基函数模型近似模拟铣削过程最大铣削力、铣削后工件表面粗糙度两目标函数与铣削线速度、每齿进给量两设计变量之间的隐式关系，采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法结合蒙特卡洛模拟方法对比分析了针对铣削参数的常规确定性优化以及考虑设计变量波动的稳健性优化.结果表明：稳健性优化后的铣削参数有效地降低了铣削加工过程中的铣削力，提高了加工后工件表面质量，同时优化解具有较高的可靠性.     

面向事故分析的车身关键参数数值模拟计算

汽车碰撞事故再现方法中常用的动量/能量和变形/能量分析方法需要对所涉及车辆的部分参数(如恢复系数和刚度系数)进行确定,传统的参数确定方法需要通过多次实车碰撞试验进行统计分析计算,具有周期长、成本高等缺陷,不适应目前多品种小批量的生产方式.据此,提出利用被试验验证的整车有限元模型对上述参数进行多种速度下的数值模拟计算,并将模拟试验得到的恢复系数应用于一起真实碰撞事故的分析,结果验证了该参数的可靠性及该方法的可行性.     

混凝土块体碰撞过程中的动能损耗

分析了混凝土块体碰撞过程中动能的损耗机理以及在结构倒塌分析中考虑混凝土块体碰撞的基本方法.推导了相关文献中定义的碰撞恢复因数与动能损耗系数间的对应关系.基于根据试验和数值模拟相结合的方法提出的碰撞力学模型,研究了碰撞恢复因数和动能损耗系数的定量确定方法.方法中考虑了质量比、初始碰撞夹角、混凝土抗压强度和块体初始碰撞速度比等因素对混凝土块体碰撞性能的影响,为建立更精确的混凝土块体间的碰撞模型提供了依据.     

基于改进支持向量机的永磁驱动器设计

将多输出支持向量机回归方法与模糊化理论相结合,提出一种永磁驱动器的设计方法.首先,引入空间粒子群优化算法对合成核多输出支持向量回归模型参数进行寻优,在此基础上通过实验法建立了永磁驱动器的性能与结构参数的多目标回归模型;然后,运用模糊理论将多目标转化为单目标,建立了设计问题的数学模型并利用空间粒子群算法进行求解;最后,通过模型精度分析以及ANSYS仿真和样机的测试,验证了该方法的有效性.