摘要：为兼顾自动驾驶车辆在极限工况下的稳定性与轨迹跟踪性能,提出了一种基于自主漂移的自动驾驶车辆轨迹规划与控制方法。基于神经网络设计了神经网络轮胎动力学模型,提升了传统魔术轮胎公式的精度。为进一步拓展自动驾驶车辆极限工况下的稳定边界,基于漂移时轮胎饱和及最大侧滑特性结合质心侧偏角-横摆角速度相平面约束设计了漂移稳定边界,采用非线性模型预测控制(NMPC)在更大稳定范围内规划了安全漂移轨迹,并对规划轨迹进行了漂移跟踪控制。Simulink/CarSim联合仿真结果表明,该方法可充分利用漂移运动优势,在极限工况下确保车辆不发生失控,同时准确跟踪期望轨迹。

摘要：低频噪声吸收长期以来都是一个具有挑战性的课题,当前热点研究的声学超材料因其新颖的物理特性,能够有效的解决低频噪声的吸收问题。设计了一种微缝卷曲耦合低频吸声超材料,首次建立了微缝与卷曲通道的耦合吸声理论模型与有限元模型,并进行了试验验证,分析了结构的吸声特性与吸声机理,最后通过并联两个峰值频率不同的吸声单体协同耦合拓宽吸声带宽。研究结果表明:该结构在共振频率420 Hz处取得97%的声波能量吸收,此时结构总厚度(27 mm)为共振频率下对应工作波长的1/30,具有良好的亚波长尺度特性;试验结果良好;结构的吸声带宽被拓宽至49%,实现了低频宽带吸声。该吸声超材料结构简单,易于加工制造,在低频噪声控制工程领域中具有实际应用前景。

摘要：为讨论硬度、厚度等坐垫物理性能参数对汽车座椅静态舒适性的影响,开展了静态舒适性主观评价试验和体压分布客观测试。引入最大差异测量方法进行了坐垫舒适性主观评价,以减小主观随意性带来的偏差,并结合体压分布客观测试结果进行了统计分析来探讨汽车座椅坐垫舒适性。参考汽车座椅参数,制作了4种硬度和4种厚度水平的16块方形聚氨酯泡沫坐垫,搭建了模拟汽车座椅乘坐环境的舒适性评价台。选取16名被试者,按照不完全平衡区组法设计了坐垫舒适性主观评价问卷,基于最大差异测量法得到16名受试者的坐垫B-W得分。最大差异测量法能够有效避免评分量表的使用偏差,同时也保证了效率。利用XSENSOR体压测试系统测量人体座椅界面的压力分布指标,获取了16名受试者的臀部平均压力、峰值压力和接触面积等体压分布指标。主观舒适性B-W得分和体压分布指标均表明:整体上降低坐垫硬度、增加厚度能改善舒适性,但硬度降低到一定范围、厚度增加到一定范围后改善不明显,改善坐垫舒适性需要合理地设计坐垫物理特性。主客观评价数据的相关性分析表明:平均压力与主观感受的相关性最大。差异性分析结果表明:臀部体压分布指标和B-W得分的变化存在一定程度的不一致性,体压分布指标与主观舒适性间的联系规律值得进一步探讨。

摘要：有效的扭转刚度控制可以通过调节系统的固有特性和共振频率改善系统的扭转振动性能、恰当的扭转阻尼调节可以通过耗散扭转振动的能量来抑制扭转振动的幅值。针对扭转刚度和扭转阻尼对传动系统扭转振动的不同影响规律,提出一种基于混合田口遗传算法的磁流变(magneto-rheological,MR)传动系统变刚度变阻尼扭转振动仿人智能控制策略。首先根据所设计的磁流变扭转减振器建立了磁流变变刚度变阻尼传动系统动力学模型;基于混合田口遗传算法对磁流变传动系统扭转刚度和扭转阻尼控制参数的动态寻优结果,设计了一种兼顾时域和频域、具有分区协同、多模态多控制器的仿人智能控制器;随后进行了仿真分析和试验研究,结果表明,在较宽频段内,基于混合田口遗传算法的仿人智能控制均能有效抑制磁流变传动系统的扭转振动;当试验激励频率为3.5 Hz时,相对于被动传动系统和改进天棚控制系统,所提仿人智能控制分别将系统的峰值角位移和角速度减小44%、48%和14%、18%,其控制效果明显优于改进天棚控制,显著改善磁流变传动系统的输出特性。

摘要：目前RV减速器传动精度出厂标定值是在空载条件下检测的,难以反映扭矩加载条件下的真实精度性能,为有效揭示负载作用下RV减速器动态传动误差特性,考虑关键传动件几何形状与位置度多源误差因素影响,提出了两曲柄轴标准型RV减速器接触多体系统动力学理论模型。在建模中,针对RV减速器传动结构特点,首先完成整机动力学参数化建模架构设计,然后针对第一级渐开线齿轮传动、第二级摆线针轮传动以及多组转臂轴承和支承轴承部分,提出详细的动态接触分析方法;在此基础上,以RV20E减速器为对象,探讨扭矩负载作用下减速器动态传动误差特性。研究结果表明,随着负载扭矩的增大,减速器传动误差幅值不断增大,但幅值增长率逐渐减小;相比于空载情况,额定扭矩下的减速器传动误差计算增幅为73.1%,试验测试增幅为58.9%。

摘要：针对蜗杆砂轮磨削齿轮经常出现振纹的问题,采用某型新能源汽车用斜齿轮,通过正交设计实验的方法,探究了磨削工艺参数(砂轮线速度、砂轮轴向进给速度、砂轮径向进给量)对加工振动和齿面粗糙度的影响。采用多元二次回归的方法建立了以减小振动和齿面粗糙度为目标的多目标优化数学模型,采用遗传算法优化了磨削工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数可在保持稳定的齿面粗糙度精度的同时大大削弱磨削中的振动,有效防止了振纹的产生,延长了机床的使用寿命。

摘要：本文构造副车架静刚度与K&C性能的并行仿真流程,提出考虑多学科性能耦合的副车架静刚度目标修正方法,并系统地建立一体式空心铸铝副车架分层级设计优化方法。首先,建立副车架计算模型并改进加载方法,提出局部坐标系下的静刚度计算方法,并集成副车架静刚度分析、模型缩减分析、K&C性能分析3种工况,执行多样本分析并通过实验设计矩阵转换,构建K&C性能与静刚度性能的组合代理模型,基于组合代理模型利用K&C性能修正静刚度目标;其次,开展多性能约束的副车架多层级拓扑优化,通过第1层级拓扑优化完成等壁厚主体结构设计,通过第2层级拓扑优化完成变壁厚结构设计。结果表明:经过多层级拓扑优化的副车架1阶、2阶扭转模态分别提升39.3%、14.9%,静刚度及K&C性能满足目标要求,其他各项性能指标均得到显著提升且实现轻量化。本文可为副车架静刚度性能目标制定、K&C性能提升及副车架结构优化提供参考。

摘要：为减小磁流变阻尼器在微振幅中高频激励下磁控耗能能力降低带来的影响,提出采用增加磁流变液初始压强来增加工作压强的方法以改善磁流变阻尼器在中高频激励下的磁控耗能能力.基于磁流变液的可压缩特性,构建磁流变阻尼器的力学模型,分析中高频时工作压强对阻尼力的影响;设计加工了无补偿装置的单杆直线液体弹簧式磁流变阻尼器,通过实验测试验证力学模型的准确性.正弦激励下的实验结果表明:增加磁流变阻尼器工作压强可以使阻尼曲线更饱满,且工作压强较高时,磁流变阻尼器耗能能力明显优于工作压强较低时磁流变阻尼器耗能能力;根据实验结果发现:相比于初始压强为标准大气压,当初始压强为5 MPa时,阻尼增幅最大为31.3%,耗能增幅最大为78.5%;此外,增加工作压强后工作区域磁场更容易饱和,等效刚度和等效阻尼系数都会随着工作压强的增加而上升.

摘要：为拓展现有拓扑构型下多孔结构的优化设计方法,受物理学中最小作用量原理(The principle of least action,PLA)的启发,提出了一种基于PLA的多孔结构映射关系。结合体心立方(Body-centered cubic,BCC)多孔结构结点优化曲率存在的极值现象与自然界多数极值现象常采用PLA进行揭示的特点,通过多孔结构的力学模型和影响因素,建立了基于PLA多孔结构力学性能的映射关系。为验证该映射关系的有效性与合理性,构建了系列不同优化半径的BCC多孔结构,并采用仿真分析与实验相结合的手段探讨了结构的曲率演变趋势与力学性能。研究结果表明,不同优化半径下BCC多孔结构的平均曲率演化特点符合极值现象,且该极值现象对应的等效弹性模量、屈服强度分别有效提升26.29%、9.53%;SLM制造多孔结构样件的实验表明,极值曲率对应多孔结构的等效弹性模量和峰值强度比优化前分别高出18.81%、20.14%,验证了基于PLA原理多孔结构映射关系的有效性与合理性。该成果为多孔结构的设计及其多功能应用提供了新的优化思路,并为自然演化的优化方法在多孔结构中的进一步创新研究提供了理论基础与依据。

摘要：工程机械中常用的连接结构由两个或多个零件紧密配合而成,在运行过程中接触的零件相互挤压的同时伴随有小幅相对滑动,易发生微动疲劳。微动疲劳主要分为疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展和快速断裂三个阶段,连接结构中的零件断裂可引起严重事故。现有的研究主要基于经过简化的二维平面应变模型,为了更清楚地了解微动疲劳的断裂机制,首先建立了微动条件下的三维线接触有限元模型,然后基于临界平面法分析了裂纹萌生寿命、位置和角度,最后基于线弹性断裂力学模拟了三维疲劳裂纹扩展过程。结果表明:在微动载荷的作用下,裂纹以一定倾斜角度在接触区域边缘处萌生,先沿着萌生方向逐渐扩展,当疲劳裂纹扩展至一定深度时,在循环体应力作用下,其方向逐渐变为垂直于接触表面,最终使试件断裂。裂纹萌生阶段的寿命远大于扩展阶段的寿命,占微动疲劳寿命的70%~80%。计算得到的疲劳寿命与文献中微动试验的寿命结果在2倍的分散带内,验证了该方法的有效性。该仿真分析方法可为连接结构的抗微动疲劳设计提供理论基础。