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重型车辆三维随机路面道路友好性仿真

农业机械学报 2012年第12期43卷 16-21,10页

作者：刘大维蒋荣超陈焕明严天一青岛大学机电工程学院青岛266071

基于谐波叠加法和三角网格法的基本原理,建立了三维随机路面数学模型。将车辆轮胎和钢板弹簧视为柔体,橡胶垫块和限位块简化为具有非线性刚度和阻尼特性的力元,建立了刚柔耦合的重型车辆整车多体动力学模型。在SIMPACK软件中将整车虚拟... 详细信息

基于谐波叠加法和三角网格法的基本原理,建立了三维随机路面数学模型。将车辆轮胎和钢板弹簧视为柔体,橡胶垫块和限位块简化为具有非线性刚度和阻尼特性的力元,建立了刚柔耦合的重型车辆整车多体动力学模型。在SIMPACK软件中将整车虚拟样机和三维随机路面集成,建立了三维随机路面激励下重型车辆行驶动力学模型。利用动载荷系数、95百分位四次幂和力两种道路友好性评价指标对不同行驶速度的重型车辆整车道路友好性进行分析。结果表明:车辆以60～90 km/h行驶在B级和C级三维随机路面时,随着车速的提高,中、后两轴车轮的道路友好性下降,前轴车轮的道路友好性并不随车速的增加而下降,在车速超过80 km/h后,道路友好性开始提高;整车随行驶速度的提高,道路友好性下降,B级路面道路友好性下降幅度较小,C级路面道路友好性下降幅度较大。

关键词：重型车辆三维随机路面轮胎动载荷道路友好性·仿真

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道路减速带对重型车辆的冲击特性研究

道路减速带对重型车辆的冲击特性研究

作者：蒋荣超青岛大学

学位级别：硕士

道路减速带作为一种强化型道路交通安全设施,对于减缓车辆的行驶速度、提高行车安全、遏制交通事故的发生发挥了重要的作用,但减速带如果使用不当,将会使车辆产生很大的振动和冲击力,严重影响到车辆的动态性能。因此,研究分析车辆通过... 详细信息

道路减速带作为一种强化型道路交通安全设施,对于减缓车辆的行驶速度、提高行车安全、遏制交通事故的发生发挥了重要的作用,但减速带如果使用不当,将会使车辆产生很大的振动和冲击力,严重影响到车辆的动态性能。因此,研究分析车辆通过减速带时的车辆冲击特性具有重要的理论意义和工程实用价值。本文以重型载货汽车为研究对象,应用多体动力学仿真分析软件3IMPACK建立了该重型载货汽车的整车虚拟样机模型;采用遗传算法,建立了路面二阶有理函数功率谱密度参数识别的优化计算模型,获得了路面二阶有理函数功率谱密度参数的最优值,在此基础上,基于谐波叠加法原理构筑二阶有理函数功率谱密度的随机路面模型;基于三角网格法将道路减速带与三维随机路面同构,建立了整车行驶动力学仿真平台,对重型载货汽车通过道路减速带时的冲击特性进行了仿真分析与研究。采用正交试验设计的方法进行仿真试验,利用极差分析和方差分析方法对仿真结果进行分析,综合比较影响车辆冲击特性的各因素之间的关系,并找出了其中的显著因素。研究结果可为道路减速带的设计及重型载货汽车的设计提供参考依据。

关键词：重型车辆减速带虚拟样机冲击特性

基于遗传算法的路面有理函数功率谱密度参数识别

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农业工程学报 2012年第8期28卷 128-133页

作者：刘大维蒋荣超朱龙龙杨越东青岛大学机电工程学院青岛266071

针对路面二阶有理函数功率谱密度参数识别问题,以二阶有理函数功率谱密度与国际标准化组织给出的幂函数功率谱密度数值差的均方值最小为优化目标,建立了路面二阶有理函数功率谱密度参数识别的优化计算模型。采用遗传算法,获得了A～D级... 详细信息

针对路面二阶有理函数功率谱密度参数识别问题,以二阶有理函数功率谱密度与国际标准化组织给出的幂函数功率谱密度数值差的均方值最小为优化目标,建立了路面二阶有理函数功率谱密度参数识别的优化计算模型。采用遗传算法,获得了A～D级路面二阶有理函数功率谱密度参数最优值。在此基础上,采用谐波叠加法构建了路面不平度模型,并利用自回归(AR)模型的功率谱密度估计方法对创建的路面进行了谱分析。结果表明,路面二阶有理函数功率谱密度与幂函数路面分级标准数值吻合程度很好,应用遗传算法能准确识别出路面二阶有理函数功率谱密度参数。

关键词：遗传算法参数识别功率谱密度路面不平度

“高中体育专项化”体能训练生理监控体系的实证研究

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“高中体育专项化”体能训练生理监控体系的实证研究

作者：蒋荣超上海师范大学

学位级别：硕士

研究围绕“高中体育专项化”试点学校专项化课程中学生的体能训练问题展开理论研究和实证研究。旨在以试点学校专项化课程中的体能训练体系为研究对象,以训练学和运动人体科学相关理论为基础,以学校体育体能训练的最新成果与学生专项运... 详细信息

研究围绕“高中体育专项化”试点学校专项化课程中学生的体能训练问题展开理论研究和实证研究。旨在以试点学校专项化课程中的体能训练体系为研究对象,以训练学和运动人体科学相关理论为基础,以学校体育体能训练的最新成果与学生专项运动的技战术特征相互融合为视角,采用专家访谈、问卷调查、实验研究等方法,探索建立具有专项化课程特征的体能训练的监控体系。研究对“高中体育专项化”课程的现状进行调查,通过对相关专家及执教老师进行访谈和问卷调查,了解高中体育教学“专项化改革”的实施和进展情况。对“高中体育专项化”课程中学生的体能训练进行监控,通过系统训练前后学生的基本生理特征、基本功能性体能及一般体能以及专项化课程实施过程中学生的体能进行全面而综合的监测,探索建立体能训练的生理监控体系。研究希望一方面能在理论上细化对高中体育专项化学生体能训练问题的研究,构建监控体系,避免单一监控指标的片面性,科学准确地评定高中生对体育专项化课程训练负荷的适应能力,促进专项化课程体能训练体系的科学化与合理化,为高中生体育专项化课程体能训练强度的控制提供依据,另一方面能为从事学生专项化课程教学的体育教师提供体能训练内容、方法和手段等方面的参考和建议。研究发现试点高中存在教师水平参差不齐,体能训练内容方法不全,体能训练的评价不合理等诸多问题,迫切需要建立一套符合高中生生理特征和专项运动特点的体能训练生理监控体系来指导和规范学生体能训练过程。研究对基础体能及与运动项目相关的专项体能分别进行探索,确定符合专项化课程体能训练特征的监控体系。运用本研究构建体系模型,结合特定受试者进行实证研究,验证体系的实际运动效果。研究表明构建的体能训练监控体系能够较好的监控专项课学生的体能训练情况,系统全面的控制体能训练强度,提高学生的体能水平,促进运动技术的学习和发展,具备科学性、有效性和可操作性。

关键词： “高中体育专项化” 体能训练监控体系

基于整车多体模型的重型车辆对路面的损伤评价

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振动与冲击 2010年第4期29卷 92-96页

作者：刘大维陈焕明刘伟蒋荣超青岛大学车辆工程系青岛266071 吉林大学汽车工程学院长春130025

为研究重型车辆对路面的损伤程度,利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型。分析了6×4和8×4载货汽车满载和超载在B级路面以不同车速行驶时,各轴轮胎动载荷系数和法向作用力的变化规律;以基于95百分位四... 详细信息

为研究重型车辆对路面的损伤程度,利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型。分析了6×4和8×4载货汽车满载和超载在B级路面以不同车速行驶时,各轴轮胎动载荷系数和法向作用力的变化规律;以基于95百分位四次幂和力的相对路面损伤系数为具体评价指标,进行了重型车辆对路面损伤程度的评价。结果表明:当载重量一定时,车辆各轴的轮胎动载荷系数和法向作用力均随行驶速度的提高而增大;当行驶速度一定时,车辆各轴的轮胎动载荷系数均随载重量的增加而减小,但轮胎法向作用力却随载重量的增加而增大;前轴轮胎动载荷系数大于中后轴和后轴轮胎动载荷系数,但其轮胎法向作用力小于中后轴和后轴。与6×4载货汽车相比,8×4载货汽车满载和超载在B级路面以不同车速行驶时,相对路面损伤系数下降14.64%～19.01%。采用8×4载货汽车进行货物运输,不但可提高运输效率,降低运输成本,还可减轻重型车辆对路面的损伤程度。

关键词：重型车辆路面损伤虚拟样机技术多体系统动力学轮胎动载荷

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基于疲劳寿命的轿车后悬架扭转梁轻量化设计

吉林大学学报（工学版） 2016年第1期46卷 35-42页

作者：蒋荣超王登峰秦民蒋永峰吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 中国第一汽车股份有限公司技术中心长春130011

以某国产轿车后悬架扭转梁的轻量化为研究目标,利用多体动力学软件建立考虑后悬架扭转梁柔性的整车刚柔耦合模型,并通过扭转梁自由模态试验和整车行驶平顺性实车道路试验验证了模型的正确性。在耐久性强化路面上进行整车动力学仿真分析... 详细信息

以某国产轿车后悬架扭转梁的轻量化为研究目标,利用多体动力学软件建立考虑后悬架扭转梁柔性的整车刚柔耦合模型,并通过扭转梁自由模态试验和整车行驶平顺性实车道路试验验证了模型的正确性。在耐久性强化路面上进行整车动力学仿真分析,计算扭转梁模态位移时间历程,通过模态应力恢复得到扭转梁应力时间历程,并采用名义应力法进行疲劳寿命分析。基于网格变形技术建立扭转梁参数化模型并定义设计变量,以质量和疲劳寿命为优化目标,以一阶扭转模态频率和扭转刚度为约束条件,结合Kriging近似模型和多目标粒子群优化算法对扭转梁进行多目标优化设计,获取Pareto最优解集,并选取一个最优解验证扭转梁轻量化效果。结果表明,在使疲劳寿命满足设计要求的同时,优化后扭转梁质量减少20.35%,轻量化效果比较明显。

关键词：车辆工程轻量化设计模态应力恢复疲劳寿命网格变形粒子群优化

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CFRP−泡沫铝夹芯结构控制臂优化设计

工程科学学报 2023年第3期45卷 446-453页

作者：顾宗阳蒋荣超刘大维孙海霞青岛大学机电工程学院青岛266071 海军航空大学青岛校区航空机械系青岛266041

为满足控制臂的轻量化设计需求,提出了一种采用碳纤维复合材料(CFRP)−泡沫铝夹芯结构的汽车悬架控制臂,并对CFRP面板进行结构优化设计.通过泡沫铝准静态压缩试验验证了泡沫铝六面体胞孔模型的准确性,利用CFRP力学性能试验获得了碳纤维... 详细信息

为满足控制臂的轻量化设计需求,提出了一种采用碳纤维复合材料(CFRP)−泡沫铝夹芯结构的汽车悬架控制臂,并对CFRP面板进行结构优化设计.通过泡沫铝准静态压缩试验验证了泡沫铝六面体胞孔模型的准确性,利用CFRP力学性能试验获得了碳纤维复合材料的性能参数,设计一种由CFRP−泡沫铝夹芯结构本体和铝合金连接件组成的悬架控制臂,控制臂本体与连接件之间采用胶−螺混合连接.在此基础上,建立CFRP−泡沫铝夹芯结构控制臂有限元模型,利用多层次优化方法对CFRP面板进行铺层优化.结果表明,相较于钢制控制臂,优化后夹芯结构控制臂的质量减少了26%,同时强度、刚度和模态性能都有所改善.

关键词：悬架控制臂 CFRP−泡沫铝夹芯结构泡沫铝六面体胞孔模型准静态压缩多层次优化

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基于近似模型的高速列车头型多目标优化设计

机械工程学报 2019年第24期55卷 178-186页

作者：于梦阁潘振宽蒋荣超张继业青岛大学机电工程学院青岛266071 青岛大学自动化与电气工程学院系统科学博士后流动站青岛266071 青岛大学计算机科学技术学院青岛266071 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为改善高速列车气动性能,建立一套高效的多目标气动优化设计方法,对流线型头型进行多目标气动优化设计。建立高速列车流线型头型三维参数化模型,并提取5个优化设计变量;为减少优化设计时间,利用最优拉丁超立方设计方法在优化设计空间中... 详细信息

为改善高速列车气动性能,建立一套高效的多目标气动优化设计方法,对流线型头型进行多目标气动优化设计。建立高速列车流线型头型三维参数化模型,并提取5个优化设计变量;为减少优化设计时间,利用最优拉丁超立方设计方法在优化设计空间中进行均匀采样,利用计算流体力学方法获得对应于各个采样点的气动载荷,利用Kriging代理模型构建优化设计变量和气动载荷之间的近似模型;利用多体系统动力学方法计算气动载荷作用下的高速列车轮重减载率;以气动阻力和轮重减载率为优化目标,利用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对高速列车流线型头型进行多目标优化。优化设计变量和优化目标均呈现收敛的趋势,采用Kriging近似模型优化计算的Pareto前沿与采用CFD(Computational fluid dynamics, CFD)优化计算的Pareto前沿较为接近。优化后高速列车的气动阻力最多可降低3.27%,轮重减载率最多可降低1.44%,气动阻力最优的头型与轮重减载率最优的头型的主要差异在于中部辅助控制线的变化,前者向内凹,后者则向外凸。

关键词：高速列车气动性能多目标优化 Kriging代理模型 Pareto前沿

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扭转梁悬架碳纤维复合材料横梁结构优化

汽车工程 2020年第2期42卷 264-269页

作者：蒋荣超刘越刘大维王登峰孙海霞青岛大学机电工程学院青岛266071 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 海军航空大学青岛校区航空机械系青岛266041

鉴于碳纤维增强复合材料(CFRP)轻质高强的特点,本文中将某乘用车扭转梁悬架原钢质横梁用碳纤维复合材料替代,并进行结构优化设计。首先,通过碳纤维增强复合材料层合板力学性能试验获得材料力学参数,建立悬架扭转梁有限元模型,并对扭转... 详细信息

鉴于碳纤维增强复合材料(CFRP)轻质高强的特点,本文中将某乘用车扭转梁悬架原钢质横梁用碳纤维复合材料替代,并进行结构优化设计。首先,通过碳纤维增强复合材料层合板力学性能试验获得材料力学参数,建立悬架扭转梁有限元模型,并对扭转梁中的碳纤维复合材料横梁截面进行改进设计。在此基础上,综合考虑横梁质量、刚度和工艺约束,对CFRP横梁进行铺层厚度、角度和铺层顺序的多层次优化。优化后,在满足各项性能指标的情况下,碳纤维增强复合材料横梁比原钢质横梁轻量79.34%,取得显著的轻量化效果。

关键词：扭转梁悬架 CFRP横梁铺层优化轻量化