基于不安全控制行为分析的商用车AEB决策系统优化

现有的基于车载传感器的商用车自动紧急制动(AEB)系统存在视野盲区等原因,功能受到了很大的限制。为了提高商用车AEB系统的安全性和可靠性,该文提出了基于不安全控制行为分析的商用车AEB决策系统优化方法。首先,通过实车测试获取车车通信在不同工况下的通信时延规律,使用该时延规律对环境车的速度、位移和坐标等参数进行补偿修正,弥补通信时延对系统决策造成的影响。然后,制定交叉口路段处的商用车自动紧急制动策略,在两车即将碰撞时控制本车的制动系统以最大的制动减速度自动紧急制动,避免碰撞的发生,并基于不安全控制行为分析,对AEB决策系统进行优化。最后对提出的优化方法进行了仿真和实车测试,结果表明,该方法能够有效地防止两车在交叉口处相撞,具有较高的安全性和可靠性。     

仿竹结构薄壁管的轴向耐撞性分析及优化

为提高薄壁管结构的耐撞性和吸能性,基于竹结构设计出由仿生节、仿生单元和仿生内管组成的仿生吸能管,并利用有限元法模拟了仿生吸能管的轴向碰撞吸能,利用响应面法求得了仿生吸能圆管的最优结构。优化得出仿生单元壁厚为1mm、仿生内管壁厚为0.628mm时吸能特性最优,比吸能分别为157.57kN和34.33kJ/kg。结果表明:仿生设计和响应面优化,可提高薄壁管的吸能特性,可为薄壁管的优化设计提供新方法。     

基于中国人体CT数据的股骨和胫骨参数化模型的开发

下肢长骨骨折损伤在汽车碰撞事故中常见,使用人体有限元模型可以有效开展损伤风险和机理的研究。个体特征(如性别、年龄、身高、体重等)对下肢长骨的几何形状和密质骨厚度具有显著影响。该文以男性中等尺寸有限元模型为基准模型,基于95例国内临床计算机断层扫描(computed tomography,CT)数据,通过网格投影变换和统计学分析建立了能够反映个体特征差异的股骨和胫骨的参数化模型。结果表明:外表面几何模型的平均绝对预测误差在3mm以内,密质骨厚度模型的平均绝对预测误差在0.6mm以内。下肢长骨长度对几何模型影响最显著,年龄和身体质量指数(body mass index,BMI)对股骨密质骨厚度具有显著影响,年龄对胫骨密质骨厚度具有显著影响。     

月面重力场下表取采样末端执行器与月壤作用仿真分析

为研究月面重力场下表取采样末端执行器与月壤作用关系,使用离散元法对铲挖取采样进行了仿真。结果表明:挖取阻力矩随转速和重力场增大而增大,但随入土角减小而增大;铲取阻力随速度、入土角、重力场增加,其均值和峰值呈增长趋势。入土角45°时,月面下的挖取阻力矩峰值比地面降低了73.5%,铲取阻力峰值降低了83.3%。分析表明:g/6重力场使得月壤更松软,铲挖斗内的重量减轻,这都将使阻力和阻力矩减小。研究结果可为表取采样末端执行器设计提供参考。     

基于虾螯结构的仿生薄壁管吸能特性分析及优化

为提高薄壁管结构的耐撞性和吸能性,基于雀尾螳螂虾螯结构,结合结构仿生学原理设计出具有仿生晶胞单元薄壁管,利用有限元法模拟了仿生薄壁管碰撞吸能特性,采用响应面法进行薄壁管结构优化.结果表明,仿生薄壁管的比吸能较普通薄壁管的分别提高了11.1%（轴向）和24.6%（径向）,优化得到仿生薄壁管轴向和径向吸能特性最优的结构尺寸,比吸能分别为27.0 kJ/kg （轴向）和10.8 kJ/kg （径向）,该薄壁管仿生设计和响应面优化方法为吸能元件的轻量化设计提供了新思路.      

内支撑式RFT零压行走机理分析

为提高内支撑式安全轮胎(RFT)零压续跑能力和指导内支撑结构设计,基于子午线轮胎随气压减小的接地印迹变化及径向变形规律,建立了内支撑式安全轮胎零压滚动弹簧-阻尼模型和零压行走刷子模型,分析了零压滚动工况下轮胎纵向力、侧向力和回正力矩产生的机理和与充气轮胎行走行为的差异。利用三维参数化特征建模技术完成了带有内支撑的安全轮胎装配体设计,并制作样件进行了台架性能试验。试验结果表明:所提出的理论模型及其揭示的行走行为和规律,对安全轮胎内支撑结构设计与性能改进具有借鉴意义。     

假人颈部标定试验台设计与验证

根据假人颈部标定试验法规要求,利用三维参数化特征建模技术创建了标准的英制摆臂模型。基于摆臂三维模型通过衍生技术创建其各组成零件,在保证法规要求的前提下通过调整英制摆臂模型参数进行公制转换,其零件在衍生参数关联的机制下自动更新。利用运动仿真确定了摆臂牵引系统的合理位置,并完成了试验台整机数字样机虚拟装配。基于三维模型关联生成二维图纸,加工制造了试验台设备。经实际标定试验验证,试验台各项性能指标全部达到设计要求,完全满足法规试验规定。