摘要：车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对整车动力学分析发挥着重要的作用.首先,借助于张拉整体结构的思想,建立轮胎的等效模型.然后,采用拉格朗日乘子方法,将约束方程引入到拉格朗日函数中,并基于第二类拉格朗日方程,推导得到整车系统的一般动力学方程.由于接触碰撞的存在,会导致车辆的状态变量呈现出非连续性.利用牛顿碰撞定律,建立了碰撞响应的非光滑数学列式,并利用光滑化的Fischer-Burmeister函数将非光滑数学列式进行等效替换,以提高计算效率.其次,将摩擦响应的求解转化为优化问题进行描述,以避免求解摩擦方向时出现奇异.另外,将车辆系统的一般动力学模型分解为光滑部分与非光滑部分进行求解,并利用广义α离散策略给出了详细的求解流程.最后,对整车系统展开了多工况的接触碰撞数值仿真,分析了不同工况下的接触响应对整车动力学性能的影响,验证了所提方法的有效性.

摘要：设计了Fe–30Mn–11Al–12Ni–1C轻质合金钢成分,研究了激光功率对激光粉末床熔融成形轻质钢组织及性能的影响。结果表明,在扫描速度一定的情况下,随着激光功率的增加,激光粉末床熔融成形轻质钢试样的相对密度逐渐增大,激光功率在120 W时,成形样品相对密度最高,达到99.2%。不同激光功率下成形试样在平行于构筑方向的平面(XOY)上均出现未熔合区域,垂直于构筑方向的平面(XOZ)出现裂纹。XOY观察面与XOZ观察面的缺陷类型不同,体现在以下方面:XOY面存在大量未熔合孔隙、球状粉末以及较大的孔洞,且随着激光功率的增加,未熔合的缺陷和孔洞面积逐渐减少,球状粉末消失;XOZ面缺陷主要是孔洞和裂纹,随着激光功率的上升,孔洞逐渐减少,但裂纹宽度增加。试样硬度呈现出各向异性,且各向异性随着激光功率的提高逐渐减小。试样XOZ面硬度随激光功率的变化不明显,但高于XOY面;XOY面由于激光功率提高降低了缺陷的影响,因此显微硬度变化较大。当激光功率为120 W时,试样XOZ面硬度达到最大值HV0.2441.3。激光功率90 W、扫描速度800 mm·s^(-1),成形的轻质钢试样抗拉强度达到最大值,为826.2 MPa。试样晶界处存在大量析出相,导致其延伸率较低,因此激光粉末床熔融成形轻质钢的塑性较差。