悬架舒适性橡胶衬套静-动态特性研究

以某车麦弗逊前悬架控制臂舒适性橡胶衬套为对象,依据超弹性本构理论的应变能密度函数与已有的橡胶材料基础试验数据,确定Yeoh本构为该衬套超弹性本构模型来描述衬套静态特性;并采用广义Maxwell模型与已有超弹性本构模型叠加方法,提出了超-黏弹性本构模型来描述衬套动态特性;进行衬套静、动态结构试验并获取衬套轴向与径向部分静、动态特性试验信息,将仿真曲线与试验曲线的一致性作为优化目标,利用Hyper Study集成优化算法—自适应响应面法(ARSM)并调用ABAQUS求解器对衬套超弹性与黏弹性材料本构系数进行识别优化,以获取匹配该衬套特性精度较高的超弹性与黏弹性本构参数。利用识别后较高精度的超弹性本构与粘弹性本构参数,结合有限元分析技术,完成该橡胶衬套静-动态特性全信息重组。     

橡胶衬套动态特性研究

在橡胶超弹性及黏弹性本构模型基础上,提出超-黏弹性本构模型。以某车前悬架控制臂橡胶衬套为研究对象,建立其动态特性有限元模型,并将仿真结果与试验数据对比。结合已有的橡胶衬套动态特性试验数据,采用自适应响应面法识别得到与研究对象匹配精度较高的频域黏弹性本构模型参数。建立其动态特性相应工况的有限元模型,进而得出橡胶衬套动态特性迟滞回线,求得阻尼角信息,完成橡胶衬套动态特性信息重建。     

一种考虑粘弹塑性的新型橡胶材料本构模型及其参数识别

用带屈服过程的塑性单元来描述橡胶材料的振幅相关性,研究了塑性单元个数和屈服点分布的确定方法。提出了一种由该塑性单元与超弹及粘弹单元叠加成的橡胶材料的粘弹塑性本构模型。根据橡胶材料特性实验拟合该模型中的材料参数,并将该理论模型转化成有限元软件中的材料参数建立橡胶材料的有限元模型。橡胶材料有限元仿真结果与实验结果吻合较好,可用于后续橡胶衬套建模以及悬架系统的分析。     

橡胶类材料大应变硬化的本构关系

橡胶材料具有良好的弹性性能和拉伸能力,为典型的超弹性材料．其在大应变时常呈现出应力一应变的增强或软化效应,本构关系较复杂．目前,有关橡胶材料大应变硬化的本构关系实验研究尚属匮乏．文中对橡胶类材料大应变时的硬化现象进行了实验和理论研究,提出了一种新的应变能函数来描述橡胶材料的本构关系,测定了橡胶材料硬化时的本构参数,并进行了实验验证．研究结果表明该应变能函数可较好地描述橡胶材料在大应变时的硬化现象,为进一步研究橡胶材料硬化的本构特性提供了参考依据．     

基于Yeoh本构关系橡胶超弹性材料的无网格法分析

利用Yeoh本构模型来表示橡胶在大应变情况下的变形力学行为,通过应变能函数推导橡胶变形中的应力应变关系和切线刚度矩阵.根据本构关系特点,采用完全拉格朗日形式,在再生核质点法引入Yeoh本构模型来实现橡胶材料的数值分析,给出了橡胶材料再生核质点法的计算控制方程.通过对具体实例分析,表明了该方法具有较高的计算精度和较好的收敛性,可以有效避免橡胶材料大应变分析中的体积闭锁现象.     

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.     

衬套类橡胶悬置静刚度的预测

静刚度作为橡胶悬置设计的目标参数之一,同时也是橡胶悬置各项特性研究的基础。为了在橡胶悬置新产品制造前就获得其静刚度值,今提出一种静刚度值的预测方法,以降低新产品的开发成本。以一款衬套类橡胶悬置作为研究对象,从橡胶材料的基础力学性能试验出发,通过橡胶单轴拉伸试验获得试件的应力-应变关系,结合Mooney-Rivlin橡胶本构模型,通过曲线拟合的方法来获得该悬置橡胶材料的本构模型参数;在Unigraphics NX软件上完成悬置模型建立,并通过Hypermesh软件完成前处理,在Abaqus软件中进行静刚度有限元分析,经计算得到衬套类橡胶悬置静刚度的预测值;利用MTS700Hz动态仪实测橡胶悬置的静刚度,将橡胶悬置仿真试验静刚度值与实测静刚度值进行比较,得到X、Y、Z 3个方向的刚度误差分别为7.2%、6.6%、3.2%,相对误差在允许的误差范围之内,从而证明了利用该方法可有效预测橡胶悬置的静刚度。     

基于不完备静态数据的结构损伤两阶段识别方法

在结构损伤识别中,由于实测数据有限而待识别参数过多,往往导致传统的结构损伤识别方法判断损伤位置不准确或损伤程度识别误差较大,从而限制了其在复杂结构中的应用.将基于静态应变能的损伤定位指标和基于有限元缩聚法的损伤程度计算相结合,提出了一种两阶段的结构损伤识别方法.该方法利用损伤定位指标对结构可能的损伤位置进行定位,在确定可能损伤位置的基础上,利用模拟退火算法求解损伤状态方程,从而确定损伤程度.为验证该方法的有效性和可靠性,分别对5单元超静定、13单元静定和10单元超静定平面桁架的损伤识别进行了数值模拟.结果表明,该方法不仅可有效地识别出结构的损伤位置和程度,而且对测量噪声具有较强的鲁棒性.     

液压蓄能器隔膜在动荷载下应力响应研究

应用有限元方法建立了液压蓄能器橡胶隔膜动荷载作用下的有限元模型.将蓄能器隔膜与钢壁封闭的曲面作为控制面,通过坐标在控制面内积分得到氮气腔的控制体积.控制体积内根据理想气体热力学方程可得氮气压力.假定橡胶为不可压缩、各向同性材料,选用Ogden超弹本构模型作为橡胶材料模型,并通过单轴拉伸试验确定了材料模型的参数.通过计算得出了蓄能器橡胶隔膜在氮气压力及油压的动荷载冲击下的变形和应力响应.从结果中分析出导致橡胶隔膜发生破坏的原因,对原橡胶隔膜的形状和尺寸进行了修改,并通过计算验证得出了满足材料强度的橡胶隔膜模型.     

金属橡胶隔振器动力学模型与分析

综合考虑金属橡胶隔振器的阻尼形成机理,对金属橡胶隔振器的恢复力进行非线性描述,建立了动力学模型,对金属橡胶隔振器的动力学特性进行了研究,在理论研究和实验研究中采用了能量法进行金属橡胶隔振器的参数识别.同时将实验研究结果与理论研究结果进行了对比分析,验证了识别方法的正确性和准确性.图5,参10.     

基于DSC-LS的加速度计动态模型参数辨识

加速度计动态模型参数辨识对提高振动与冲击动态测试和动态分析精度等具有重要作用.针对加速度计动态模型参数频域辨识方法中栅栏效应对参数辨识精度的影响,提出了一种基于离散频谱校正-最小二乘（DSC-LS）的加速度计动态模型参数辨识方法,该方法利用H₁估计获得零频点坐标,并将FFT+FT离散频谱校正与LS方法相结合,高精度估计出谐振点坐标,然后通过特征点坐标计算加速度计动态模型参数.实验结果表明,该方法能够有效消除栅栏效应对加速度计动态模型参数辨识的影响,具有较高的加速度计动态模型参数辨识精度和抗低频窄带噪声干扰性能.      

基于VFF-RLS的力传感器的动态特性研究

在科学实验与工业生产中,力传感器动态特性会直接影响传感器的精度,因此研究力传感器动态特性具有重要意义。针对应用于手术机器人的应变式力传感器动态特性难以满足精度要求的问题,文中研究了基于最小二乘参数辨识方法在力传感器振动结构中的应用。由于递推最小二乘（RLS）对于二阶振动系统模型辨识难以同时保证快速性和抗干扰性,文中提出了一种基于可变遗忘因子的递推最小二乘参数辨识方法。首先,通过建立随机振动系统模型,对系统的输入/输出特性进行仿真与分析,确定了遗忘因子函数中的参数,仿真结果表明,文中提出的方法在保持更快收敛速度的同时,使参数辨识误差和收敛预测误差相比于RLS有明显的降低,相比于最小二乘有良好的时变性;然后,在阶跃测试标定法基础上对微创外科手术机器人力传感器的动态参数进行辨识,获得该传感器系统的结构动态特性,即固有频率和阻尼比。实验结果表明,文中提出的方法有较好的收敛性和稳定性,有效地提高了辨识精度。     

基于RLS的自回归滑动平均模型的两阶段辨识方法

提出了基于递推最小二乘(RLS)的自回归滑动平均模型的两阶段辨识方法.仿真结果表明,方法给出的参数估计精度比递推增广最小二乘算法高.     

机器人负载的动力学参数辨识

为解决机器人末端负载的时变性给高速运动的机器人带来控制精度降低的问题,研究了参数差值法、力矩求解法、全局参数辨识法的机器人末端负载动力学参数辨识的方法,以提高末端负载的辨识精度.得到的负载动力学参数用于动力学控制以提高机器人动态精度.通过建立拉格朗日动力学线性辨识模型,以最优激励轨迹进行实时数据采集,采样数据经过低通滤波及中心差分的处理后,代入相应的负载辨识方程式,并用加权最小二乘法解决线性方程组,可辨识到不同负载的动力学参数.实验验证了负载辨识方法的可行性.     

可识别联立方程组模型的一种参数估计方法

在可识别的条件下构造出一种线性联立方程组模型中参数估计方法.该方法具有相合性和渐近正态性,并且比二步最小二乘法计算量小.数据模拟结果表明,我们所提方法在某些方面好于间接最小二乘法,其估计精度接近于二步最小二乘法和三步最小二乘法.     

用几何最小二乘法改进 ITD 法的阻尼识别精度

ＩＴＤ（ＩｂｒａｈｉｍＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ）模态识别方法可不用输入系统的信息就识别系统的模态参数，但识别的模态参数常常很不精确，且阻尼比的识别精度很差。当激励信号不是独立白噪声信号时，不应该采用ＩＴＤ法进行模态识别。推导了ＩＴＤ法识别的模态频率和阻尼比的相对误差公式，由此分析了造成阻尼比识别结果很差的原因，并且引入了Ｉ－ｂｒａｈｉｍ提出的双最小二乘算法（ＤＬＳ），在此基础上，提出了几何最小二乘法（ＧＬＳ）。通过理论推导和算例验证得到：一般情况下，ＧＬＳ和ＤＬＳ算法均可提高阻尼比的识别精度，且前者的识别结果优于后者。     

桥梁结构基于高维模型拟合响应面的参数识别

为提高响应面法在桥梁结构参数识别中的计算精度,提出了基于高维模型拟合响应面的参数识别方法.即采用HDMR响应面法拟合结构响应面,并基于该响应面进行结构参数的识别.研究了HDMR响应面的基本构造方法,阐述了在响应面基础上通过有约束最小二乘优化实现参数识别的一般过程.以一座连续梁及一座独塔斜拉桥为算例进行分析,探讨了该方法在结构参数识别中的计算精度及效率.结果表明,相比传统响应面法,该方法在计算精度上具有显著优势.同时也验证了该方法在大型桥梁结构参数识别中的可靠性和适用性.     

正交各向异性平面问题材料参数识别的反分析方法

以边界元计算为基础，提出正交各向异性平面问题材料参数识别的反分析方法。通过建立以测量位移与边界元计算相应的位移之差的平方和作为目标函数，把反分析问题转化为极小化目标函数的问题。采用Lev-enberg。Manluardt方法解极小化目标函数的问题，其中灵敏度的计算是基于离散的边界元代数矩阵方程对识别材料参数的求导。数值算例表明本文提出的方法是行之有效的。     

线性系统的随机参数辨识和收敛性分析

本文讨论了参数估计和输出误差的收敛性,并给出了系统持续激励的一个充分条件。在此条件下,证明了参数估计和它与时变参数间的估计误差的均方值收敛于随机参数的期望值和均方差值。     

基于直接积分最小二乘法的同步发电机的参数辨识

针对同步发电机模型参数中多个不可观测量的存在使得需要求解复杂的微分方程组对电机参数进行辨识,进而导致了辨识困难,提出了一种完全由可观测量表示的同步发电机辨识模型,即状态量均为由发电机出口电流、励磁电压、励磁电流以及功角,转速变量增量表示的可量测量,并基于该模型提出用直接积分最小二乘原理(DILS)来辨识发电机参数.这样既避免了复杂微分方程的求解过程,简化了参数辨识方法,又提高了辨识效率.辨识后,利用MATLAB进行算例仿真,通过实测曲线和辨识曲线的拟合表明了所采用的辨识模型与算法是正确、有效的.