摘要：为更好地了解27SiMn合金钢干式切削过程中的切削特性,在建立材料的本构模型、失效模型、刀-屑和刀-工摩擦力模型、初始和边界条件设置以及刀具热传导方程的基础上,采用Abaqus软件建立干式切削27SiMn合金钢三维有限元仿真模型。运用响应曲面法设计并开展27SiMn合金钢切削实验,将仿真数据与实验结果进行对比分析发现,切削力、切削温度的仿真值与实验值的大小和变化趋势均具有较好的一致性,切削力的相对误差小于5%,切削温度的相对误差小于7%,验证了有限元仿真模型的有效性。

摘要：为降低某厢式货车的气动阻力,设计了6款驾驶室导流罩结构,加在厢式货车模型上进行空气动力特性的数值模拟,得到了货车模型外流场的速度分布、压力分布和湍动能分布等气动特性,详细分析了不同导流罩的减阻机理。在此基础上,通过模仿海豹的头部形状设计了一款仿生导流罩,安装在整车上进行数值模拟,对其减阻性能进行分析。结果表明:先行设计的6款导流罩均具有一定的减阻效果,但模仿海豹头部形状设计的仿生导流罩可大幅度改善驾驶室顶部的流场结构,减阻效果更好,其阻力系数比原始货车模型降低31.1%。

摘要：为降低某厢式货车的气动阻力系数,设计了不同形状的仿生导流罩、尾部减阻装置和仿生非光滑表面结构,分析不同单一减阻装置对整车风阻系数的影响,详细探讨了不同单一减阻装置的减阻机理。最后研究了不同单一减阻装置同时加装在同一货车模型的综合减阻效果。结果表明:仿生导流罩的减阻效果要好于传统导流罩,随着导流罩侧裙延伸长度的增加,货车整车阻力系数逐渐变小。当底部导流板倾角θ=45°时模型的阻力系数获得最小值。基于生物表面仿生减阻理论在货车侧面布置半球面凹坑和半椭球面凹坑均具有较好的减阻效果。复合减阻装置货车模型的最大减阻率达22.7%。

摘要：针对一种塑制汽车离合器总泵的上下泵体在旋转摩擦焊接工艺中焊接参数难以确定的问题,提出了一种基于旋转摩擦焊接温度的焊接参数设计方法.通过二次正交回归试验设计,采用响应曲面法,建立了由主轴主轴转速、熔接压力和旋转圈数3个焊接参数在旋转焊接时摩擦面温度的预测模型;运用差示扫描量热法获得离合器泵体材料的熔点;在分析摩擦面温度与3个焊接工艺参数的二阶响应曲面图的基础上,结合摩擦面温度的预测模型,建立了焊接参数的关联耦合模型;依据该模型即可设计合理的焊接工艺参数.通过对焊接件焊接强度的评价,验证了焊接参数设计方法的合理性.离合器泵焊接量产的合格率达95%以上,证明了该焊接参数设计方法的可行性.

摘要：为了研究汽车-自行车碰撞过程中,自行车种类及骑行姿态对骑车人下肢运动学及损伤的影响,建立共享自行车和山地自行车有限元模型,采用脚前部、脚上部和脚下部3种骑行姿态,选取碰撞速度为40 km/h,骑行速度为10 km/h,构建6种碰撞工况来考察骑车人下肢运动学响应和损伤状况的差异性.结果表明,相比于共享自行车,带有高横杠车架结构的山地自行车使得骑车人的被撞侧腿部承受更大的弯矩,且该结构限制了骑车人下肢的移动,从而影响膝关节的运动学响应和韧带损伤.在脚下部的骑行姿态下,骑车人承受下肢严重损伤的概率要更大,胫骨承受较大弯矩为257.5 N·m,内侧副韧带出现最大拉伸长量为19.3 mm.因此,自行车种类对骑车人下肢运动学响应产生较大影响,骑行姿态对下肢损伤产生较大影响.

摘要：为了优化某厢式货车的气动阻力系数,设计了驾驶室前部仿生减阻结构、顶部和侧部涡流发生器、底部涡流发生器等3种气动减阻装置。研究了3种单一气动减阻装置主要相关参数对气动阻力的影响,分别从货车外流场的速度轨迹、压力分布和湍动能分布等3方面详细分析了各单一气动减阻装置的减阻效果。在此基础上采用正交试验法对3种气动减阻装置的主要参数进行优化,获得最优减阻货车模型。研究表明:驾驶室前部突出部分的长度对货车整车气动阻力系数的影响比倾角更大;最优货车头部形状的倾角和长度分别为135°和300 mm,该模型的气动阻力系数为0.7214,相对于货车原始模型的减阻率为8.93%;涡流发生器的高度和位置对货车的减阻效果均有较大的影响;涡流发生器可以增加货车尾部分离区流场的能量,使得尾涡区减小,气动压差阻力减小;3种气动减阻装置对货车气动阻力系数的影响大小依次为:底部涡流发生器、货车前部仿生减阻结构、顶部和侧部涡流发生器,其最优厢式货车模型的空气阻力系数为0.6833,其复合减阻装置的最佳减阻率为13.8%。

摘要：为了获得侧风环境下减阻装置对重型货车气动特性的影响,采用计算流体动力学方法研究了货车原始模型和加装封闭式仿生导流罩、尾部减阻装置、仿生非光滑表面3种新型气动减阻装置货车模型分别在无侧风和有侧风的11种工况下行驶的气动特性。结果表明:在无侧风和有侧风环境下,受海狮头部形状启发设计的封闭式仿生导流罩对货车具有显著的减阻效果,当横摆角为6°时导流罩模型相对于货车原始模型的减阻率为27.9%,但同时会增大货车的侧向力系数。尾部减阻装置在无侧风和有侧风环境下均具有较好的气动减阻效果,这是因为尾部减阻装置可以改善货车的尾部气流状态,而且该尾部减阻装置还能减少货车所受的侧向力,进而可以增加货车在侧风环境下的行驶稳定性和安全性;在有侧风环境下,非光滑表面结构的减阻效果有限,而且会增大货车所受侧向力。复合减阻装置在所有侧风工况下均具有显著的减阻效果,当横摆角为12°时,复合减阻装置具有最佳的减阻效果,其减阻率为68.8%;在横摆角位于0°~30°之间时,复合减阻装置的平均减阻率达到了37.3%。在侧风工况下,复合减阻装置会增大货车所受的侧向力,且横摆角增大,侧向力系数也急剧增大。

摘要：目的通过对儿童安全座椅整体包装件开展优化设计,提高包装件的防护性能,避免座椅在物流运输过程中造成的外观性、功能性损坏,以节约生产成本。方法利用有限元方法建立座椅和包装件有限元模型,并开展不同工况下的仿真分析。通过测试产品物理性能,验证模型的有效性。基于跌落仿真和试验结果,从包装设计和座椅结构两方面提出优化方案,并结合优化结果确定最佳方案。结果跌落仿真与试验结果一致,且不同工况下座椅椅背受损的情况较多,将其确定为主要研究对象。对此提出的包装优化方案保护性能更佳,在不同跌落工况下应力均有所降低,其中在侧面跌落工况中结构的最大应力降低至23.4 MPa,接近材料屈服值,优化比例相对原始包装降低了11.0%。结论仿真与试验结果基本吻合,验证了有限元模型的有效性。可以通过优化包装设计、改进产品结构等方式解决了跌落破裂的问题,提高了儿童座椅抗冲击性能。

摘要：事故统计数据表明,在碰撞事故中,约束系统对小身材女性乘员损伤的防护效果比男性差。本文旨在确定约束系统中对前排小身材女性驾乘人员的响应有显著影响的主要参数,并利用遗传算法NSGA-II优化约束系统,以提高其对小身材女性乘员的防护效果。结果表明,合理匹配约束系统参数可有效降低前排驾乘人员的头部损伤,但对其胸部损伤的影响较小。驾驶员和前排乘员胸部损伤的主要来源分别为安全气囊和安全带载荷。参数优化后,前排驾乘人员头部和颈部损伤风险明显降低,在欧洲NCAP测试中总评分提高37.3%。

摘要：针对自动驾驶横向控制在路面曲率变化、路面超高和侧风干扰等复杂道路下存在精度低和稳定性差的问题,提出了一种基于曲率平滑优化算法和反步滑模的自动驾驶横向运动鲁棒控制策略。通过三次均匀B-样条曲线,设计曲率平滑优化算法并生成平滑目标路径;分析外界干扰影响机理,优化车辆动力学模型并建立误差模型;设计了基于反步滑模的自动驾驶横向控制器。通过TruckSim、MATLAB/Simulink联合仿真,对该方法进行验证和评价。结果表明:该方法在路面曲率变化、路面超高和侧风干扰的复杂道路下,应对不同速度均保持良好的控制性能,具有较好的路径跟踪精度和控制稳定性。