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锂离子电池机械滥用失效机理及仿真模型研究进展

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汽车工程 2022年第4期44卷 465-475,559页

作者：刘首彤黄沛丰白中浩湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410084

本文中聚焦机械滥用下的动力电池安全研究,总结和分析了锂离子电池在压痕、针刺和压缩等机械滥用条件下的失效机理,并详细阐述了目前针对电池机械滥用仿真的多种分析模型。最后对未来关于锂离子电池机械滥用失效机理、仿真模型和安全设... 详细信息

本文中聚焦机械滥用下的动力电池安全研究,总结和分析了锂离子电池在压痕、针刺和压缩等机械滥用条件下的失效机理,并详细阐述了目前针对电池机械滥用仿真的多种分析模型。最后对未来关于锂离子电池机械滥用失效机理、仿真模型和安全设计方面的研究做出展望。

关键词：锂离子电池机械滥用失效机理仿真模型

基于自动化仿真与NSGA-Ⅱ算法的动力两轮车事故智能化重建方法研究

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机械工程学报 2023年第24期59卷 197-208页

作者：刘煜万鑫铭许伟石亮亮白中浩湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 汽车噪声振动与安全技术国家重点实验室重庆401122 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122

基于试错法调节参数的事故重建过程高度依赖分析人员的经验和直觉,其效率低下且难以保证重建结果的精度。提出一种结合自动化仿真与多目标优化理论的动力两轮车事故智能化重建方法。基于ISIGHT多学科优化平台建立多刚体模型自动化运行框... 详细信息

基于试错法调节参数的事故重建过程高度依赖分析人员的经验和直觉,其效率低下且难以保证重建结果的精度。提出一种结合自动化仿真与多目标优化理论的动力两轮车事故智能化重建方法。基于ISIGHT多学科优化平台建立多刚体模型自动化运行框架;采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对5个位置目标进行优化,选取12个初始碰撞参数作为设计变量,头-车碰撞位置和横向运动方向作为约束条件;通过2例动力两轮车事故重建验证方法的有效性。结果表明,24 h完成了480次仿真并找到最优解,平均重建目标误差低于5%,最大重建误差为12.4%。目标函数寻优过程、函数收敛趋势、仿真结果与事故事实的对比(如参与方停止位置、损伤情况、碰撞速度、碰撞后运动过程等)均表明了该方法的有效性。动力两轮车事故智能化重建方法实现了自动化参数调整、仿真运行、结果处理,显著提高了重建效率且保证了结果精度。结合自动化仿真与多目标优化的方法可广泛用于其他类型事故的重建。

关键词：动力两轮车事故重建自动化仿真多目标优化 NSGA-Ⅱ

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基于多目标优化的儿童座椅匹配方法

湖南大学学报（自然科学版） 2013年第3期40卷 52-58页

作者：白中浩卢静湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

基于一款已获得国家专利的集成式儿童安全座椅约束系统参数可调的特征,选择座椅高度、靠背角度、安全带限力器限力值为优化变量,以儿童乘员头部损伤、胸部损伤、颈部损伤为优化目标,采用多项式回归近似模型和多目标进化算法相结合的方... 详细信息

基于一款已获得国家专利的集成式儿童安全座椅约束系统参数可调的特征,选择座椅高度、靠背角度、安全带限力器限力值为优化变量,以儿童乘员头部损伤、胸部损伤、颈部损伤为优化目标,采用多项式回归近似模型和多目标进化算法相结合的方法对该集成式儿童座椅在保护3岁、6岁、10岁儿童乘员时的可调约束参数进行了多目标优化.结果表明:优化后的约束参数能对上述儿童乘员提供更好的保护作用,优化效果显著.最后在得到的3组优化约束参数的基础上,提出了一种针对3～10岁不同身材儿童的自适应匹配方法.

关键词：不同儿童集成式儿童座椅自适应匹配多目标优化

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基于自抗扰控制的电控机械式制动器弯道制动力控制策略研究

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汽车技术 2023年第6期 55-62页

作者：白芳华张强郭雅各徐海澜白中浩招商局检测车辆技术研究院有限公司重庆401329 湖南大学湖南大学车辆安全研究中心长沙410082

针对搭载电控机械式制动器(EMB)的车辆制定了一种弯道制动力控制策略,首先根据驾驶员的期望减速度得到所需的制动力,以垂直载荷估计值为依据对制动力进行初始分配,其次,利用基于自抗扰控制(ADRC)算法设计的附加横摆力矩控制模块得到提... 详细信息

针对搭载电控机械式制动器(EMB)的车辆制定了一种弯道制动力控制策略,首先根据驾驶员的期望减速度得到所需的制动力,以垂直载荷估计值为依据对制动力进行初始分配,其次,利用基于自抗扰控制(ADRC)算法设计的附加横摆力矩控制模块得到提升车辆操纵稳定性所需的附加横摆力矩,最后通过制动力调节模块对初始分配的制动力进行调节,利用Simulink与CarSim开展联合仿真并与比例分配方案进行对比。结果表明,使用所提出的控制策略时车辆在弯道制动条件下四轮不易抱死,横摆角速度与质心侧偏角也更接近理想值,有效提升了车辆弯道制动安全性。

关键词：主动安全电控机械式制动器制动力控制弯道自抗扰控制

泡沫填充多边形单锥管与双锥管斜向加载下耐撞性分析

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振动与冲击 2017年第6期36卷 18-26页

作者：陈亚枫白中浩湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

锥形泡沫填充结构结合了泡沫填充结构与锥形结构的优势,具有优异的吸能性和抵抗失稳变形的能力。研究了具有不同横截面的泡沫填充多边形单锥管(FSPTTs)与泡沫填充多边形双锥管(FBPTTs)在四种冲击角度下的耐撞性。采用多准则评估方法(COP... 详细信息

锥形泡沫填充结构结合了泡沫填充结构与锥形结构的优势,具有优异的吸能性和抵抗失稳变形的能力。研究了具有不同横截面的泡沫填充多边形单锥管(FSPTTs)与泡沫填充多边形双锥管(FBPTTs)在四种冲击角度下的耐撞性。采用多准则评估方法(COPRAS)对不同横截面的泡沫填充单锥管与泡沫填充双锥管的综合耐撞性进行了评估。评估表明:综合考虑多种冲击角度时,圆形截面泡沫填充单锥管较其他截面泡沫填充单锥管具有更好的耐撞性;圆形截面泡沫填充双锥管较其他截面泡沫填充双锥管具有更好的耐撞性。最后,针对圆形截面泡沫填充单锥管与圆形截面泡沫填充双锥管,以最大比吸能和最小峰值力为目标,采用非支配遗传算法对这两种结构在四种冲击角度下进行了多目标优化。结果表明:当冲击角度从0°变化到10°时,两种结构的Pareto曲线变化不大,而当冲击角度从10°变化到30°时,冲击角度对Pareto曲线形状和位置有显著影响;在冲击角度为0°和10°时,圆形截面泡沫填充双锥管的耐撞性优于圆形截面泡沫填充单锥管,而在冲击角度为20°和30°时,圆形截面泡沫填充单锥管的耐撞性优于圆形截面泡沫填充双锥管。实际应用中,可以根据工程需要选择合适的结构。

关键词：泡沫填充耐撞性锥形结构斜向加载多目标优化

基于多模型融合和重新检测的高精度鲁棒目标跟踪

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仪器仪表学报 2019年第9期40卷 132-141页

作者：白中浩朱磊李智强湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 福建工程学院福建省汽车电子与电驱动重点实验室福州350118

针对目标跟踪在遮挡和光照变化等复杂场景下容易跟踪失败的问题,提出一种高精度鲁棒的目标跟踪算法。首先,将基于边缘信息的目标模型、基于梯度直方图(HOG)特征的滤波器模型和基于颜色直方图的颜色模型融合为更准确和鲁棒性更强的跟踪模... 详细信息

针对目标跟踪在遮挡和光照变化等复杂场景下容易跟踪失败的问题,提出一种高精度鲁棒的目标跟踪算法。首先,将基于边缘信息的目标模型、基于梯度直方图(HOG)特征的滤波器模型和基于颜色直方图的颜色模型融合为更准确和鲁棒性更强的跟踪模型;然后,提出基于特征分数的双重跟踪可靠性判断依据,检测跟踪结果的可靠性;最后,在跟踪结果可靠性较低时,采用粒子滤波、稀疏表示以及距离约束定位进行重新检测,以实现持续稳定的跟踪。算法在OTB-2015数据集上的平均重叠精度为78.2%,平均中心位置误差为23.1 pixel,平均跟踪速率为30.8 f/s,准确度和鲁棒性优于其他算法。在移动机器人和车辆跟踪平台上进行算法验证,平均重叠精度分别为97.5%和97.2%,平均中心位置误差分别为6.8和12.6 pixel,平均跟踪速率分别为29.1和28.4 f/s,能有效跟踪上述复杂场景的目标,且满足实时要求。

关键词：目标跟踪移动机器人多模型融合重新检测相关滤波粒子滤波

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复合材料三明治结构板的电磁和冲击性能分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2016年第9期44卷 137-143页

作者：白中浩何成朱峰湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 Bioengineering Center Wayne State University

为开发兼有反雷达侦察及减缓冲击波对乘员伤害能力的新型装甲板,设计了一种上面板、核层和下面板分别为玻璃纤维复合材料、聚氨酯/多壁碳纳米管复合材料功能梯度泡沫和碳纤维复合材料的全新三明治结构,该结构既能吸收电磁波又能阻隔冲... 详细信息

为开发兼有反雷达侦察及减缓冲击波对乘员伤害能力的新型装甲板,设计了一种上面板、核层和下面板分别为玻璃纤维复合材料、聚氨酯/多壁碳纳米管复合材料功能梯度泡沫和碳纤维复合材料的全新三明治结构,该结构既能吸收电磁波又能阻隔冲击波的传递;建立了该结构的电磁波反射和冲击波透射理论模型,考察泡沫核层梯度模式和层厚对电磁波反射系数和冲击波透射系数的影响,并采用NSGA-Ⅱ算法对装甲板结构参数进行多目标优化.结果表明,优化后该结构的电磁波反射系数降低了94.58%,冲击波透射系数降低了4.35%,说明其具有良好的电磁波吸收能力和冲击波阻隔能力.

关键词：电磁波冲击波聚氨酯多壁碳纳米管功能梯度材料三明治结构多目标优化

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基于主动形状模型及模糊推理的驾驶疲劳检测

仪器仪表学报 2015年第4期36卷 768-775页

作者：白中浩焦英豪白芳华湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

为了提高基于单一特征检测算法的准确率和鲁棒性,提出了一种基于多个特征的驾驶员疲劳融合检测算法。选取能够直接反映驾驶员疲劳程度的2个面部特征(眼睛和嘴巴)对驾驶员状态进行综合判断。针对驾驶员头部多角度变化时导致面部特征定位... 详细信息

为了提高基于单一特征检测算法的准确率和鲁棒性,提出了一种基于多个特征的驾驶员疲劳融合检测算法。选取能够直接反映驾驶员疲劳程度的2个面部特征(眼睛和嘴巴)对驾驶员状态进行综合判断。针对驾驶员头部多角度变化时导致面部特征定位困难的问题,提出了基于主动形状模型(ASM)人脸特征定位算法,应用12个ASM特征标记点,准确定位出眼睛和嘴部特征。针对疲劳程度三级分类(清醒、疲劳及严重疲劳)难以确定的问题,提出了基于模糊推理系统的疲劳检测算法,根据人的经验,"智能"地判断疲劳程度,从而准确地量化疲劳这一模糊概念。实验结果对比表明,综合眼睛和嘴部信息,比采用单参数检测算法减少了误判的概率,具有较高的准确性和鲁棒性。

关键词：疲劳检测主动形状模型面部特征模糊推理系统

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内置式儿童安全座椅侧面碰撞安全性研究

湖南大学学报（自然科学版） 2014年第8期41卷 1-6页

作者：白中浩程胜华陈亚枫湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

建立了一款置于汽车后排中间位置的内置式儿童安全座椅模型,采用MADYMO与LS-DYNA耦合的方法进行仿真计算,并对该模型进行滑车试验验证.首先对无扶手、面式扶手、杆式扶手以及面式扶手及侧翼相结合的4种不同类型的座椅进行侧面碰撞仿真试... 详细信息

建立了一款置于汽车后排中间位置的内置式儿童安全座椅模型,采用MADYMO与LS-DYNA耦合的方法进行仿真计算,并对该模型进行滑车试验验证.首先对无扶手、面式扶手、杆式扶手以及面式扶手及侧翼相结合的4种不同类型的座椅进行侧面碰撞仿真试验,其次对扶手高度不同的座椅模型进行侧面碰撞仿真试验,最后对仿真结果进行对比分析.结果表明,扶手能限制儿童乘员从座垫滑落而有效避免安全带约束儿童颈部造成的窒息死亡,侧翼能有效保护儿童乘员的颈部和胸部,侧翼和扶手组合式儿童安全座椅模型保护效果最好;扶手高度适中的座椅能对儿童乘员提供最好的保护.

关键词：内置式儿童安全座椅儿童乘员安全侧面碰撞仿真