公路空间几何特性对汽车运动影响

从三维的角度采用曲率、挠率代替传统平、纵线形设计参数对公路中心线的空间几何特性进行描述,并在Frenet标架的基础上,将汽车视为刚体,从微观角度建立了以三维线形指标曲率、挠率为控制量的汽车空间运动模型.结合已有设计资料,对公路线形的空间几何特性对汽车运动的影响进行了详细分析.研究发现曲率的设置对汽车行驶起主导作用,挠率的影响相对较小;传统路线设计方法忽略了平、纵线形的耦合使得组合线形的曲率、挠率的连续性存在不同程度的衰减,直接影响到行车运动状态的平稳变化和行车舒适性水平.     

柔性预应力索杆钢结构张拉过程跟踪计算方法

柔性的预应力索杆钢结构在张拉过程中，构件同时发生刚体运动和弹性变形，这一问题不能用传统的有限元方法来求解．基于柔性多体系统动力学，建立了一种索杆单元的动力学模型，同时考虑了构件的刚体运动与弹性变形，推导了相应的运动学方程、几何约束方程和动力学控制方程．该方法可以对张拉全过程进行跟踪，找到结构的运动稳定路径和最终的静平衡构形，计算出构件内力的连续变化过程．数值算例表明该方法实用有效，计算精度高．     

载货汽车平顺性多刚体系统动力学建模与仿真

文章根据载货汽车的特点对其模型进行了简化,建立了十一自由度的多刚体系统动力学模型;以卡尔丹角描述载货汽车多刚体系统的姿态,运用多刚体系统动力学建模方法,建立了载货汽车十一自由度平顺性动力学模型及其动力学方程;激励分析中考虑了轮胎径向跳动的影响,采用逆快速傅里叶变换(inverse fast Fourier transform,IFFT)法建立了四轮相关路面随机输入时域模型;在此基础上,利用Matlab的GUI模块开发了载货汽车平顺性时域仿真系统,并以某型号载货汽车为例进行了平顺性时域仿真;最后,通过载货汽车平顺性实验,验证了该系统的仿真结果是准确可靠的。该系统实现了载货汽车多刚体系统的参数化建模与仿真,能有效地对载货汽车平顺性进行性能预测和评估。     

2D刚体碰撞的计算机实时模拟

将刚体力学与计算机技术相结合，介绍了对刚体的物理运动进行实时模拟的方法和步骤．通过Vector类封装的与向量运算相关的成员函数和操作符，对顶点对顶点、顶点对边这两种接触类型的碰撞侦测进行了探讨和研究，运用动量及动量矩定理计算了碰撞刚体间的实际冲量公式，建立了刚体碰撞响应模型，从而实现对2D刚体碰撞的实时模拟．     

考虑汽车动态响应的人-车-路闭环仿真模型

从轮胎的侧偏性、悬架结构的受力特性等方面着手，并考虑道路横坡和超高的作用，建立了适用于道路安全研究的三自由度动力学模型．结合单点预瞄最优曲率模型和道路线形模型——SK模型，建立了考虑汽车动态响应的人-车-路闭环仿真模型，并提出求解方法．该模型在驾驶仿真和行车安全分析中得到了应用．     

复合柔性结构航天器动力学建模研究

柔性航天器动力学建模的传统方法是采用混合坐标法，针对中心刚体带大型柔性附件类的航天器，这种方法在理论建模和工程应用方面都获得了极大的成功。在中心刚体加柔性附件类航天器柔性动力学研究成果基础上，通过计及柔性体与柔性体连接点间的复合位移变形，利用混合坐标法建立了复合柔性结构航天器动力学模型，其软件系统DASFA 2.0已初步用于工程分析设计。     

汽车正撞的数值模拟及实验验证

为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好地满足耐撞性的要求,以某汽车为研究对象,采用动态大变形非线性有限元模拟技术,模拟了该车正面撞击刚体墙的过程。与已完成的该车实车正面碰撞结果进行了对比分析,验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上,进一步建立了该车转向系、简化的车体和混三型假人的多刚体系统,通过应用多刚体动力学技术模拟了发生碰撞时假人的动态响应并得到了其损伤指标。最后根据模拟计算得到的结果对该车前部结构的耐撞性进行了评价,并提出了结构的改进方案     

基于多体动力学的扭转梁半独立悬架优化设计

在现代汽车设计过程中,多体动力学分析已经成为分析汽车运动学和动力学特征的一种重要方法.扭转梁式半独立悬架具有结构简单、制造成本低等优点而被广泛应用于经济型轿车的后悬架,但由于其扭转梁变形情况复杂,利用传统的数学公式难以准确表达.基于多刚体动力学非线性方法,利用ADAMS/Car建立了扭转梁式半独立后悬架模型,对其进行运动学仿真分析,并利用ADAMS/Insight进行优化设计.结果表明,综合运用ADAMS/Car和ADAMS/Insight可以准确、快速地对汽车悬架进行运动学分析并提出改进方案.     

多刚体系统动力学在车辆转向机构设计中的应用

本文应用多刚体系统动力学的方法，对汽车转向系统和转向轮的姿态作了较全面、系统的分析，确定了转向系各参数对两转向轮偏转角和车轮外倾角的影响，为汽车转向机构设计提供了新的研究方法和可靠的技术依据。     

复杂机械系统动力分析

利用多刚体系统动力学中的Ｒ．Ｓ．Ｈｕｓｔｏｎ法，对其中既有集中质量载荷，又有均布质量载荷，刚体间既允许有低副连接，也允许有高副连接，刚体运动既受串联关系影响，又受并联关系影响的复杂机械力学系统，利用图论描述其结构，经实施两种性质不同的减缩化，使之成为有根树状力学系统，建立起统一的动力学模型，获得了一般的动力学方程。最后，以三齿轮—四连杆组合机构为例，进行了分析计算。     

基于机器学习的锚固岩质边坡变形预测

锚索锚固是一种广泛使用的边坡加固技术,锚固性能的研究是锚固的核心问题之一。利用有限差分程序建立324组物理力学参数不同的锚固边坡,组成包括锚索参数和岩土体性质参数的9维输入指标和以沉降位移和塑性区面积为输出指标的数据集,分析输入输出指标间的关系。随后用随机森林和神经网络方法学习数据并建立层状边坡变形预测模型。分析显示,边坡沉降位移和塑性区面积预测结果变化对锚索性质参数中锚索总长度变化最敏感,锚固力的变化影响最小;其次岩土体物理力学性质中边坡力学指标黏聚力、内摩擦角起主要影响作用,岩土体密度变化影响最小;对预测结果的误差分析表明随机森林变形预测模型预测准确性比BP神经网络变形预测模型高5%~10%;模型预测沉降的偏差率小于预测塑性区面积的偏差率。研究表明随机森林算法在锚固效果预测问题上更加具有适用性,通过建立预测模型可以快速预测锚固边坡沉降位移和塑性区面积,指导锚固方案优化和变形控制设计。     

可转位刀具的动态可靠性灵敏度研究

可转位刀具在断续切削加工时,其主要失效形式是疲劳破损.刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度.以应力-强度干涉模型为基础,建立了可转位刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律.在此基础上与灵敏度分析方法相结合,推导了刀具各设计参数的动态可靠性灵敏度计算公式,并给出了各设计参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线.研究表明,刀具各设计参数的改变对其可靠性的敏感程度大小不一,对敏感参数的选取要加以控制,以提高刀具的可靠度和被加工零件的精度.同时为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论依据.     

基于蒙特卡罗法的摩托车车架灵敏度分析

摩托车车架的灵敏度分析有助于提高其设计的成功率.在阐述蒙特卡罗全局灵敏度分析法原理以及车架灵敏度分析数值模拟实现的基础上,以某250型新开发摩托车车架为例,通过建立其整车动力学和灵敏度分析模型,进行该车车架的动态灵敏度分析,找出对车架振动响应影响较大的敏感设计参数,并通过修改敏感设计参数降低某些测点的振动响应,从而验证该方法的可靠性和实用性.同时也为其它复杂结构的灵敏度分析提供了一种可借鉴的方法.     

动态,交互道路CAD平面设计系统研究

针对当前国内公路平面设计程序交互性差或无交互的现状，以我国习用的公路平面设计方法及过程为基本思路，吸取国外设计方法的精华，提出动态、交互公路平面设计方法．该方法在公路平面设计中，既保留习用的导线设计方法，又能通过任意拖动导线交点及平曲线半径任意组合线形，在平面设计中显示其设计的灵活性．     

基于VISSIM仿真的山区高等级公路雾区限速方法

针对目前山区高等级公路雾区限速理论不能切实反映雾区交通流状态的情况,在完善雾区限速理论的同时,提出了具体的限速方法。首先建立不同大气能见度下驾驶员动态可视距离与车速的关系模型;并以驾驶员的动态可视距离不小于停车视距为条件,得到不同雾况等级下的限速值;其次,考虑到雾区交通量对限速值的影响,基于流量-速度模型,对同一雾况等级根据交通量的大小分级限速;最后,以限速值为变量进行VISSIM仿真对比试验,将车速方差和安全车距达标率作为评价限速值优劣的指标,对雾区限速理论值进行优化;该方法适用于不同交通流状态,可为山区高等级公路雾区交通安全保障方案的制定提供参考。     

基于混和Petri网的公路仿真系统模型

公路仿真系统是连续变量动态系统和离散事件动态系统相互作用的混杂系统。通过分析公路仿真系统的混杂特征，在基于Multi—Agent的仿真框架下，提出利用混和Petri网描述系统中离散事件和连续变量相互作用的观点。在传统混和Petri网的基础上，建立了考虑时变特征的推广混和Petri网模型，并建立了基于推广混和Petri网的公路仿真模型体系。将该模型体系应用于驾驶员速度控制过程。应用结果表明，仿真效果良好。     

公路视景仿真模型

针对传统的三维动画评价公路与环境配合的手段已不适应公路交通发展的需要的状况,对公路视景仿真模型进行了研究。提出了公路视景仿真的研究思路,建立了基于B rep的公路三维视景管理模型,对视景仿真中的多层次细节模型、纹理映射技术进行了应用研究。该模型对公路实时场景的生成以及进一步建立公路仿真系统具有重要的作用,所讨论的算法,对改进渲染速度具有明显的作用。     

基于高速公路信息网的移动嵌入式监控系统设计

针对高速公路管理手段存在的局限性,对基于路网的移动视频监控系统进行了详细的设计与研究.该系统采用C/S模式,将嵌入式技术、Gtk＋/Gnome技术和现代网络传输技术相结合,运用Linux环境下多线程编程方法,对系统软硬件结构及其涉及到的关键技术进行了分析.经过实践测试,所设计的嵌入式设备小巧轻便且整个系统工作性能稳定,视频监控界面清晰流畅、实时性好.能够较好地克服传统公路视频监控系统在日常管理与施工建设阶段中的缺点,使高速公路的管理更加科学完善,具有一定的实际应用价值.     

双坡阶段渐变率控制分析

在目前公路设计中,当双坡阶段的超高渐变率小于1/330时,设计者需要对其进行调整.本文通过分析提出,是否需要对双坡阶段进行调整,不取决于超高渐变率,而应取决于由原纵坡和超高渐变率组合而成的综合坡度.从而提出了一个新的概念:综合纵坡.并通过设计案例进一步分析总结了何种情况下综合纵坡不满足要求以及相应调整方案.