摘要：拓扑优化作为一种先进的结构优化方法,其本质是在给定载荷和边界条件下通过寻求设计域内材料的最优分布形式而获得性能最优的结构拓扑形式。近年来,随着优化算法和计算机科学的不断发展,结构拓扑优化在航空航天、汽车、船舶等运载工程有广泛的应用前景。基于理论研究层面,探讨离散体和连续体结构拓扑优化方法及其特点。针对拓扑优化在航空航天、汽车、船舶等运载工程的具体应用,指出结构拓扑优化存在的缺点及其推广所面临的挑战。同时,探讨国内外拓扑优化工业软件开发应用的研究现状和发展趋势。目前,拓扑优化面临的主要问题是在处理大规模运载工程结构优化的迭代中,需要进行多次有限元分析,增加计算空间和时间的复杂度。针对此情况介绍以等几何分析及机器学习为代表的新学科方向,以改善拓扑优化设计的不足,从而缩短运载装备的设计周期,并对未来的研究趋势进行初步探讨。

摘要：综合考虑了气动阻力特性和横风稳定性,对车身外形参数进行了多目标自动优化设计。综合利用参数化建模技术、计算流体力学(CFD)仿真、试验设计方法、响应面模型和智能优化算法,集成Pro/Engineer参数化建模和ICEM网格划分工具以及Fluent仿真软件,在多学科优化平台modeFRONTIER上,搭建了一种自动优化设计流程。利用该流程,基于遗传算法(GA)对MIRA快背式模型车身几何外形进行了改型设计,得到了考虑车身气动阻力特性和横风稳定性的最优权衡设计解集。该结果使得气动阻力因数降低了5.2%,侧向力因数降低了5.8%。因而,实现了车身气动阻力和横风稳定性的多目标优化。

摘要：建立了发动机曲轴系统扭转振动的集总参数模型,讨论集总参数模型中各个自由度转动惯量、刚度和阻尼系数的确定方法。利用集总参数模型计算分析曲轴系统的固有频率和在气缸压力的作用下曲轴前端的扭振。实验测试了一发动机曲轴系统的扭振,并与计算结果进行了对比分析。结果表明,曲轴系统的固有频率和曲轴前端扭振的计算结果与实测结果较为一致,证明了建立的模型和模型参数确定方法的正确性。曲轴扭振的建模方法和模型参数的确定方法可用于曲轴前端扭转减振器的设计。

摘要：非线性模型预测控制(nonlinear model predictive control,NMPC)是一种有效的自动驾驶运动规划方法,但数值优化对计算资源的巨大需求限制其实际应用。本文通过降低优化变量维度,简化非凸避障约束,提高NMPC运动规划系统数值优化的求解速度。针对车辆动力学的强非线性,采用拉格朗日插值逼近动力学方程和目标函数,在保证精度的前提下有效较少离散点。并在数值分析离散化误差分布特征基础上,设计拉格朗日多项式阶次自适应策略,进一步减少了优化变量维度。通过提出综合椭圆和线性时变约束的混合避障约束策略,在保证安全性的同时实现了数值优化难度与优化结果保守性之间的良好平衡。在多障碍物场景下,通过仿真和实验验证了所提方法的加速效果和性能。结果表明,与传统方法相比离散化精度和求解效率分别提高了74%和60%。

摘要：非均质材料有着优良的综合性能,在新能源汽车电池材料领域中具有重要地位,国际上对其研究围绕载荷、温度环境以及物理、化学性能展开.由于非均质材料的微结构非均质性和浓度梯度变化,使得其在电池热/机械耦合冲击防护领域有广泛应用.热/机械耦合冲击下新能源汽车电池材料的损伤效应一直是备受关注的课题,介绍了新能源汽车电池非均质材料理论和实验技术,评述非均质材料在热/机械耦合冲击下的损伤效应,通过理论模型和实验技术揭示裂纹、界面、孔洞等微结构演化历程、运动规律与其宏观性能间的关系,深化对非均质材料的变形与破坏本质的认识,为可靠地分析预测其损伤行为、合理使用及优化设计新能源汽车电池,提供科学依据和技术支持.

摘要：长期以来,铅酸蓄电池循环寿命测试是一项既费时又费力的艰巨工作。一般情况下,很难获得为数众多的蓄电池循环寿命测试数据。然而,蓄电池循环寿命测试是蓄电池性能好坏的最终判据。所以,蓄电池循环寿命测试一直制约着高性能蓄电池的研究开发以及蓄电池生产工艺过程的质量控制和产品性能的改善提高。本文作者设计了加速蓄电池循环寿命测试方法,即采用慢脉冲快速充电,且按相关的标准进行放电,研究发现取得了很好的效果。

摘要：考虑多楔带的阻尼特性和带在带轮上的蠕变对带张力的影响,建立了阻尼多楔带传动系统旋转运动模型,给出了带张力和各带轮的旋转角位移的数值计算方法,并引入了滑移因子预测滑移现象的发生。分析研究多楔带阻尼对系统运动特性的影响,及当多楔带传动系统结构参数确定时,张紧器预载荷、安装角对带滑移的影响。建立的阻尼多楔带传动系统旋转运动模型和数值求解方法为带传动系统的研究提供了理论依据,对带滑移控制的分析为带传动系统的设计提供了参考。

摘要：为了提高分布式驱动电动汽车用永磁轮毂电机在变负载、宽转速范围内无位置传感器控制算法的可靠性,本文提出了一种基于改进模型参考自适应(IMRAS)的永磁轮毂电机无位置传感器控制方法。在传统模型参考自适应(MRAS)算法中固定增益自适应律设计基础上,结合自抗扰控制算法(ADRC)中的非线性变增益模块设计方法,利用fal函数构建了具有变增益非线性特性的自适应律,实现了对轮毂电机转子位置与转速的准确估算,并对所提出的控制方法进行了仿真及台架测试。结果表明:改进后的无位置传感器控制方法具有较强的鲁棒性和抗干扰特性,尤其在宽转速范围、负载突变等工况下具有较好的自适应能力。

摘要：为了解决模型预测控制设计智能车轨迹跟踪控制器存在求解计算时间长、在线实时性低的问题,借助于矩阵分块化策略,提出了一种基于控制时域变步长的模型预测轨迹跟踪控制方法。通过矩阵分块化改变控制时域步长,并融入到二次规划的求解过程中,重构目标函数形式和系统约束条件,以减少求解过程中最优控制序列中待求解变量的数量,降低求解计算时间。在Simulink与Carsim联合仿真平台中,将本文方法与传统模型预测控制方法进行仿真对比分析。结果表明,相比于传统模型预测控制方法,本文方法在保证轨迹跟踪精度的前提下,平均求解计算时间降低了24.39%,最大单次计算时间降低了45.05%,采用“前密后疏”的分块矩阵,其控制器性能优于“平均化”的分块矩阵。

摘要：为了提高阴离子交换膜的离子传导率,本文以降冰片烯二酸酐为原材料,单体中引入两个官能团提高单位体积内离子交换容量制备了阴离子交换膜。通过Materials Studio(MS)软件计算反应能垒,分析判断双季铵化单体形成与否的可行性。模拟计算与实验结果表明:分子结构设计合理,实验方法可行。当单体与降冰片烯比例为1∶2.5时,最高离子传导率σ达到65.21 mS·cm-1,离子交换容量为2.56 mequiv·g-1,吸水率为22.6%。