胶轮压路机施工防撞系统的分析及设计

胶轮压路机在沥青路面施工中的高频作业事故已成为道路施工行业亟待解决的关键难点问题.从胶轮压路机实际施工环境、作业特征及事故原因等因素出发,提出了胶轮压路机由远及近的二级防撞控制策略,阐明了毫米波雷达远距离侦测、三维扫描激光传感器近距离感知的防撞预警模式;引入对地测速雷达系统,构建了胶轮压路机安全制动距离的确定方法;并根据信号采集与处理的原理,建立了由毫米波雷达、三维扫描激光传感器、对地测速雷达三大系统集成的胶轮压路机防撞系统设计方案.研究成果为胶轮压路机综合防撞系统平台的综合开发提供了理论基础和技术支撑.     

路面薄水膜状态对行车安全的影响

为研究降雨天气下路面薄水膜状态对行车安全性的影响机理,通过借鉴斯特里贝克曲线中关于流体润滑状态的描述,认为存在薄水膜的轮胎与路面之间的关系符合该曲线中的典型状态。基于此,可通过测试薄水膜状态下路面摩阻系数的变化,来反映车辆在有水膜的湿滑路面行驶中轮胎与路面之间的接触状态。采用动态摩阻系数测试仪,针对3种不同构造深度的典型路面试件,开展不同水膜厚度下的动态摩阻系数测试试验,基于试验观测数据,建立不同滑动速度下水膜厚度对应的动态摩阻系数非线性回归模型,并绘制了模型曲线。基于模型曲线,提出了影响行车安全的临界水膜厚度的概念及取值,以临界水膜厚度来反映轮胎在水膜路面行驶中从混合润滑到流体动力润滑的过程。结果表明:当滑动速度分别为20、40、80km/h时,临界水膜厚度分别为0.48、0.44、0.39mm;在速度一定时,当路面水膜厚度超过临界水膜厚度,黏性水滑发生的风险显著增加;受薄水膜影响,路面构造深度越小,摩阻系数下降越快,摩阻系数值也降的更低;在受降雨影响较严重的地区,路面构造深度越高的路面类型,即采用粗集料的路面,更有利于轮胎与路面之间水膜的排出,从而提高车辆在薄水膜状态下的行车安全性。     

紧急情况下的汽车刹车问题

汽车在行驶过程中,应该保持一定的安全距离。在司机遇到突发情况紧急制动时,汽车的刹车距离长短与刹车时的车速、汽车负载及路面状况等都有密切关系。本文通过建立汽车紧急刹车模型,分析了汽车制动距离与行驶速度之间的关系,最后,讨论了在不同附着系数时,刹车安全距离与车速的关系。     

考虑水平摩阻效应的交通荷载下路面沉降分析

为分析计算高速公路水泥混凝土路面承载结构在交通荷载作用下的沉降,将路面结构视为黏弹性地基梁.在Kelvin地基梁模型的基础上,考虑路面结构与路基土界面摩阻效应的影响,进而分析交通荷载下黏弹性地基有限长梁的瞬态问题,通过三角级数展开法和Laplace-Fourier积分变换以及逆变换得到黏弹性地基梁在半正弦波荷载作用下的位移解析解.并研究分析了路基路面摩阻效应、荷载移动速度、路面结构刚度、路基竖向反力系数、路基阻尼等因素对路面沉降的影响.分析结果表明:路面沉降随车辆移动速度的增大而减小,随路基黏滞阻力系数及路基刚度的增大而减小,随路面结构刚度及结构层高度的增大而减小,与此同时增大路面结构刚度还可减小路面的波动.     

振动压路机压实施工参数与控制方法研究

在振动压路机压实施工中,振幅、频率、静质量、静线荷载、碾压速度等技术参数对振动压路机压实效果有重要的影响.该文以具有软弱性和不稳定性的软弱性混合料为压实对象,研究振动压路机压实施工参数与控制方法.首先概述振动压路机的工作原理和振动压路机压实原理;然后结合软弱性混合料的性质,分析振动压路机在软弱性路面压实施工中的技术参数,包括振幅、振动频率、振动压路机工作速度、振动压路机压实能力;在此基础上,分析振动压路机压实的体积生产率;最后,根据《公路沥青路面施工技术规范》,总结振动压路机在软弱性路面压实施工中的控制方法.     

基于路面识别的重载车ABS控制与硬件在环试验

建立了整车多体动力学模型,提出了路面附着系数估计算法,在Matlab/Simulink中搭建了路面识别模块和ABS制动模块以及制动压力模块,应用自适应的控制策略对整车的制动性能进行仿真分析.在三轴汽车底盘实验台上进行了硬件在环测试,验证了含有路面识别的ABS控制系统的车辆制动距离明显小于无路面识别的ABS控制系统的车辆制动距离,具有良好的自适应性和控制精度.     

汽车防碰撞报警与制动距离的确定

在车辆防追尾碰撞系统中，报警与制动距离的设置对实际系统的正常使用有很大的影响，这段距离一般根据两车之间的相对速度和加速度得到，而实际上，驾驶员的驾驶风格和路面状况也要影响安全距离的大小。给出了一种用于车辆防碰撞报警与制动的安全距离模型，这种模型考虑了驾驶员的驾驶风格和路面状况对安全距离的影响，以适应驾驶员的不同特性和路面的不同状况。数值分析表明，这种模型更有利于实际使用。     

减速度非线性变化对制动距离影响分析

为避免减速度线性变化的假设造成制动距离计算值与实测值之间的偏差,回归了减速度与时间非线性关系式,并推导了减速度非线性变化时制动距离计算公式.建立轮胎-路面三维有限元模型,计算了在干燥与潮湿2种路表状况下制动减速度线性和非线性变化时的制动距离.结果表明:减速度线性和非线性变化计算所得制动距离,对于干燥路表差别不大,潮湿路...     

某型汽车扰流板辅助制动性能CFD分析

为提高汽车的安全性能,缩短刹车距离,将汽车扰流板对制动性能影响作为研究对象.基于计算流体动力学技术,对加装了后扰流板的汽车外流场影响进行了仿真分析,及其对不同路面不同车速下制动性能产生的影响进行分析.首先,基于当代轿车外形特征建立三维实体模型,并完成仿真分析中必要的计算区域的几何模型建立.其次,基于ICEM-CFD软件完成仿真计算所需的离散化模型.最后,基于FLUENT完成参数的调试,CFD模型计算以及结果的提取,结果表明在良好路面和湿滑路面下,汽车扰流板的加入明显提高了汽车的制动性能和安全性能.     

基于BP神经网络的纵向避撞安全辅助算法

针对复杂人-车-路交通环境下汽车前向防碰撞预警系统(FCWS)在实际工程应用中存在虚警漏警、可接受性差等问题,为提高FCWS对驾驶群体行为差异的适应性,提出了驾驶员行为特性自适应学习的纵向避撞安全辅助算法,建立了基于BP神经网络的闭环驾驶跟驰习惯模型。该网络模型以跟车车距、前车减速度、前车速度、自车速度、环境亮度、路面附着系数、紧急制动次数、本次驾驶时间为输入,采用动量梯度下降自适应学习率方法对网络模型进行训练,进而预测出自车待制动减速度。引入聚类算法思想,对训练样本集进行特征聚类,进一步改善了BP网络的预测性能,设计了激进、谨慎、新手3类典型驾驶群体,通过制动深度、期望碰撞时间倒数、应急反应时间来表征驾驶群体性特征,在稳态跟车过程中对不同驾驶群体的行为特性进行学习,建立起非线性输入输出映射关系知识库,进而预测出相应群体的待制动行为,实现差异化预警,可有效降低虚警或预警不及时现象。仿真结果表明,改进后的BP网络减小了训练过程中陷入局部极小的可能性,提高了网络收敛速度以及预测精度,激进群体与新手群体待制动曲线下降的趋势相对更陡,激进群体跟车距离相对偏近,新手群体采取制动措施时所需相对车距相对偏远,以补偿较长的反应距离,从而验证了该理论模型对不同驾驶群体的适应性。     

三轴重载汽车自寻最优制动及硬件在环验证

为了提高三轴重载汽车的制动安全性能,搭建了制动动力学模型,基于TruckSim建立了三轴重载汽车整车模型.在对Burckhardt"轮胎-路面"模型和以往自寻最优制动理论研究的基础上,设计了应用于整车模型的三轴汽车自寻最优ABS控制器.采用硬件在环实验的方法,在高附路面、低附路面和对开路面3种工况下验证了控制器的可行性,加入传统ABS作为比较.实验结果证明,在3种工况下,自寻最优ABS将车辆控制在不同的滑移率下,低附路面下的制动效果最明显,制动时间减少0.96s,制动距离减少2.77m,横摆角速度峰值减少1°/s,说明自寻最优ABS可以自动搜索车辆当前路面下的最优滑移率,提高了三轴重载汽车的制动性能和制动过程中的稳定性.     

MPS水流数学模型在冲击压力计算中的应用

通过引入SPH（smoothed particle hydrodynamics）方法中的样条函数作为核子函数，并进一步修正扩散模型及梯度模型的计算公式，对已有MPS（moving particle semi—implicit）水流数学模型进行了改进．将该模型应用于垂向二维水柱倒塌过程计算，结合直立挡板的冲击压力过程实测结果，探讨了水流黏滞系数和摩阻项对直立挡板压力过程计算结果的影响，发现黏滞系数影响峰型的尖锐度，摩阻项影响压力过程的相位；通过适当选取黏滞系数和摩阻系数，获得了与实测结果一致的压力数值计算结果．     

基于钻柱动力学的井筒摩阻系数预测与应用

井筒摩阻系数是钻井设计和施工阶段准确预测和控制摩阻扭矩的关键因素,对比摩阻扭矩的实测值与预测值可预防钻井事故的发生。为此,基于钻柱动力学摩阻扭矩计算模型,结合近钻头多参数测量仪实测数据,开展了大斜度井实钻条件下套管段和裸眼段摩阻系数的预测方法研究,结果成功应用于同类型邻井的三开钻进阶段摩阻扭矩分析与控制。现场应用结果表明,实钻井筒套管内摩阻系数0.27~0.29,裸眼段摩阻系数0.39~0.41,均高于经验值;案例井钩载和扭矩预测值与实际值的误差满足施工精度要求,依托摩阻扭矩预测图版实时监测实钻摩阻扭矩的异常变化,保障了该井顺利施工。研究结果可为大斜度井钻机设备优选、井身剖面优化和现场钻井施工方案决策等提供科学依据。     

汽车ABS虚拟样机仿真与制动性能的研究

对汽车ABS制动系统进行了虚拟样机仿真研究.采用滑移率为控制参数,应用MATLAB与ADAMS联合仿真,实现了ABS的实时控制功能.在同一虚拟样机模型的基础上,进行了车速与制动距离的仿真,结果表明,汽车制动前的速度与制动距离呈二次函数关系.讨论了三、四控制通道控制对汽车的制动方向稳定性和制动距离的影响:紧急制动时,四通道独立进行制动压力控制的ABS系统可获得最短的制动距离,而三通道前轮独立控制后轮低选控制的ABS系统制动距离相对来说要大;但在不对称路面上紧急制动时,三通道控制的汽车偏转力矩较小,方向稳定性更好.     

基于Matlab/Simulink的振荡压路机参数仿真

基于压路机对土基或路面面层振动碾压受力机理,在土壤和振荡压路机相互作用的基础上,建立振荡轮—土壤的动力学模型.通过Matlab/Simulink仿真,分析振荡频率、介质阻尼系数、刚度系数对振幅的影响.仿真结果表明:振荡压路机的振幅随着振荡频率、介质阻尼系数、刚度系数的增大而减小,介质阻尼是影响较大的因素.研究结果对工程中压路机的工况改进和工作参数合理选择具有实际意义.     

基于驾驶员特性的山区高速公路夜间限速模型

为充分保障不同特征的驾驶员在山区高速公路夜间行驶的安全性,同时提高行驶的经济性,本文先从夜间环境,如环境照度、能见度、气象和眩光对驾驶员特性的影响分析出发,提出考虑驾驶员特性的夜间反应时间模型和有效动识距离模型。然后,根据主要目标优化思想,提出以驾驶经济性和安全性为目标的山区高速公路夜间限速方法。该方法通过将驾驶员在单位长度路段上每小时的时间费用和车辆燃油费用之和最小作为目标函数,并结合夜间反应时间模型和停车视距模型,考虑夜间对障碍物识别以及车辆行驶稳定性的安全性要求,将三者分别作为约束条件,由此建立起基于驾驶员特性的山区高速公路夜间安全车速最优化模型,从而求解该模型所得的最大安全车速值即为路段最大限速值。最后,为验证模型的合理性和有效性,以松建高速公路某路段为例,通过选取一定参数值,并运用Matlab仿真软件对该模型进行求解,得到不同能见度、路面附着系数和时段下的夜间动态最大安全车速值。仿真结果表明,当能见度和时段不变时,最大安全车速随路面附着系数的减小而减小;当路面附着系数和时段不变时,最大安全车速随路面附着系数的减小而减小;而当仅有时段变化时,最大安全车速值随时段的变化而出现一定程度的波动。该结果所表现的规律符合当前的相关研究成果,且以此得到的该路段的最高限速值99.390km/h,也与该高速公路的设计车速100km/h基本一致。因此,该限速模型为研究山区高速公路的安全车速和改善山区高速公路夜间行驶安全现状提供了一定参考。     

橡胶材料松弛届时间谱与流动摩阻的关系

橡胶材料的微观结果是其松弛时间谱的内在因素。通过广义的Ｍａｘｗｅｌｌ模型，研究其松弛届时间谱与流动阻的关系，得出了轮胎滚阻系数与松弛时间谱的计算关系并讨论了滚轮前进速度对滚动摩阻系数的影响。     

预应力混凝土桥梁孔道摩阻试验研究

对预应力混凝土桥梁结构来说,预应力孔道的偏差系数k和预应力筋孔壁的摩擦系数μ的实际值与设计值往往会有偏差,这对施工和施工控制都是不利的,因此有必要对预应力摩阻损失进行现场测试.结合桥梁工程现场摩阻试验对孔道摩阻系数进行了研究,结果表明在现有施工水平下,摩阻系数的实际值与设计值相比偏大,这一结论可供桥梁工程技术人员参考.     

ADAMS二自由度振动压路机验证分析

为验证现有振动压路机-沥青路面系统二自由度动力学模型的可靠性,运用ADAMS软件建立沥青路面、偏心块、振动压路机虚拟样机模型,确定合理路面刚度值,得到振动压路机位移、速度、加速度响应图,以及改变路面刚度值后所对应振动压路机各参数的变化图.通过分析各参数影响图形变化趋势,对比实际情况中各参数的影响,可知该理论研究与实际情况符合,为振动压路机相关参数的设定提供理论依据.     

考虑温度影响的摩阻扭矩计算模型及应用

管柱在井下受热,产生的热应力会改变管柱轴向力,影响摩阻扭矩的计算。通过实验测量钻井液在不同温度下的润滑系数和泥饼黏滞系数,拟合出其随温度变化关系,结合热应力的作用,建立考虑温度影响的摩阻扭矩计算模型。实验结果表明,KCl聚合物润滑钻井液和油基钻井液的润滑系数和泥饼黏滞系数随温度升高而增大。应用该模型对涪陵页岩气焦石坝区块X井进行摩阻扭矩计算,得出考虑温度影响的计算模型顶驱扭矩误差为3. 7%,大钩载荷误差为4. 4%,计算精度较高。