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1992年

作者：程正马芳武

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汇雅图书（南通市图书馆）

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梯度负泊松比结构填充吸能盒多工况优化设计

汽车工程 2021年第5期43卷 754-761,769页

作者：马芳武王强梁鸿宇蒲永锋吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

汽车碰撞过程中,非理想的斜向碰撞较为普遍。本文中通过对三维负泊松比点阵结构进行多工况耐撞性研究,发现冲击角度对三维负泊松比点阵结构的耐撞性有较大影响,随着冲击角度的增大,吸能量呈下降趋势。将梯度负泊松比点阵结构作为填充材... 详细信息

汽车碰撞过程中,非理想的斜向碰撞较为普遍。本文中通过对三维负泊松比点阵结构进行多工况耐撞性研究,发现冲击角度对三维负泊松比点阵结构的耐撞性有较大影响,随着冲击角度的增大,吸能量呈下降趋势。将梯度负泊松比点阵结构作为填充材料引入吸能盒设计,以吸能盒外壳厚度与内芯3个厚度梯度值为设计变量,最大综合吸能量、最小轴向峰值力和质量为优化目标,质量和设计变量为约束条件,基于多岛遗传算法进行多工况多目标优化设计。结果表明,在质量和最大峰值力增加不大的条件下,负泊松比结构填充吸能盒的综合吸能量与各冲击角度的耐撞性均得到大幅提升,优化效果显著。

关键词：功能梯度负泊松比结构斜向冲击耐撞性能

混杂比对碳纤维-玄武岩纤维混杂增强环氧树脂基复合材料弯曲性能的影响

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复合材料学报 2019年第2期36卷 362-369页

作者：马芳武杨猛蒲永锋支永帅吉林大学汽车工程学院长春130025

将玄武岩纤维置于混杂铺层的压缩侧,研究了碳纤维-玄武岩纤维混杂增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能及混杂比对其弯曲性能的影响。通过对试样进行三点弯曲试验得到了材料的弯曲性能,并通过扫描电子显微镜观察材料的失效模式。与纯碳纤... 详细信息

将玄武岩纤维置于混杂铺层的压缩侧,研究了碳纤维-玄武岩纤维混杂增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能及混杂比对其弯曲性能的影响。通过对试样进行三点弯曲试验得到了材料的弯曲性能,并通过扫描电子显微镜观察材料的失效模式。与纯碳纤维增强环氧树脂基复合材料相比,当混杂比为16.7%和33.3%时,混杂复合材料的弯曲强度明显提升,弯曲强度分别提高12.4%和15.2%,但是其弯曲模量随着混杂比的提升而降低。混杂后的材料及玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料的失效位移都高于碳纤维增强环氧树脂基复合材料,断裂韧性明显提升。从侧面观察可以发现不同铺层在压缩侧、拉伸侧和中间层有不同的失效形式。

关键词：混杂纤维复合材料弯曲性能碳纤维玄武岩纤维混杂比

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基于SORA方法的汽车耐撞性优化

汽车工程 2014年第11期36卷 1372-1377页

作者：陈吉清郑炳杰兰凤崇马芳武华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学、广东省汽车工程重点实验室广州510640 浙江吉利汽车研究院杭州311228

通过分析序列优化与可靠性评估方法(SORA)的单循环优化策略,建立了对轿车耐撞性的SORA优化流程。构造了正面40%重叠可变形壁障碰撞响应的近似模型,应用SORA方法,将可靠性分析和确定性优化分开依次进行,从而保证计算精度的同时提高了计... 详细信息

通过分析序列优化与可靠性评估方法(SORA)的单循环优化策略,建立了对轿车耐撞性的SORA优化流程。构造了正面40%重叠可变形壁障碰撞响应的近似模型,应用SORA方法,将可靠性分析和确定性优化分开依次进行,从而保证计算精度的同时提高了计算效率。优化结果验证表明SORA方法有效,优化后该轿车的耐撞性和轻量化指标都达到预期目标。

关键词：汽车耐撞性序列优化与可靠性评估优化

主动悬架轮腿式全地形移动机器人俯仰姿态闭环控制

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农业工程学报 2018年第20期34卷 20-27页

作者：马芳武倪利伟吴量聂家弘吉林大学汽车工程学院吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室

农业机器人在作业时,不可避免的会出现位姿(质心位置与姿态)的变化。为了实现对其位姿的控制,降低复杂路面对机器人姿态的影响,确保机器人的行驶稳定性,基于汽车多连杆独立悬挂系统,设计了一款轮腿式全地形移动机器人。首先在建立轮腿... 详细信息

农业机器人在作业时,不可避免的会出现位姿(质心位置与姿态)的变化。为了实现对其位姿的控制,降低复杂路面对机器人姿态的影响,确保机器人的行驶稳定性,基于汽车多连杆独立悬挂系统,设计了一款轮腿式全地形移动机器人。首先在建立轮腿机器人控制运动学模型的基础上,通过矢量法和欧拉公式得到了1/2整机逆运动学模型,进而求出机身运动俯仰角、作动器工作长度与各腿关节转角的变换关系,并对轮腿机器人的位置和姿态进行解耦控制。为了确保机器人运动学控制模型以及运动学逆解的可靠性,在理论模型的基础上加工了1/4台架并进行了单腿运动学标定与运动学控制验证,结果表明仿真数据与试验数据基本吻合,最大误差控制在1.5%以内。在单腿运动学控制模型正确的基础上,采用比例控制算法在MATLAB中搭建整机轮腿机器人俯仰姿态控制策略,在满足轮腿机器人质心位置不变的条件下实现其俯仰姿态闭环控制;最后在ADAMS中构建轮腿机器人虚拟样机模型,利用MATLAB和ADAMS平台搭建轮腿机器人整机俯仰姿态闭环控制联合仿真模型,仿真结果表明轮腿机器人的俯仰姿态与质心位置均有很好的跟踪效果,其中质心位置误差、姿态误差分别控制在0.2%、2%,结果验证了所述轮腿机器人俯仰姿态闭环控制策略的正确性。

关键词：机器人运动学控制模型联合仿真

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双材料负泊松比结构的面内冲击动力学性能

吉林大学学报（工学版） 2021年第1期51卷 114-121页

作者：马芳武梁鸿宇王强蒲永锋吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学青岛汽车研究院山东青岛266000

提出了一种双材料双箭头负泊松比结构,在保证元胞几何参数不变的前提下,引入了刚性材料分数ψ。采用显式动力有限元软件LS-DYNA对不同冲击速度和不同刚性材料分数下的动力学响应进行数值模拟研究,并详细讨论了其对面内抗冲击能力和能量... 详细信息

提出了一种双材料双箭头负泊松比结构,在保证元胞几何参数不变的前提下,引入了刚性材料分数ψ。采用显式动力有限元软件LS-DYNA对不同冲击速度和不同刚性材料分数下的动力学响应进行数值模拟研究,并详细讨论了其对面内抗冲击能力和能量吸收能力的影响。同时,为了获得较好的综合性能,进一步建立了分层递变梯度模型,探究了梯度形式对峰值冲击力、比吸能、平台应力的影响关系。研究结果表明:刚性材料分数的引入使得平台应力得到了显著提升,并随着刚性材料分数的增加而增加,其对峰值冲击力与比吸能的影响机制有着明显的不同;通过合理地设计梯度分布形式,可以在保持峰值冲击力较低的前提下,进一步提高能量吸收能力,实现对材料吸能过程的控制。

关键词：车辆工程碰撞吸能双材料梯度分布负泊松比轴向冲击

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玄武岩纤维增强聚乳酸力学性能及耐老化性能

化工学报 2019年第3期70卷 1171-1178页

作者：韩露马芳武陈实现蒲永锋沈亮吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025

通过拉伸实验和老化实验,研究了玄武岩纤维含量对BF/PLA拉伸性能、抗冲击性能及耐老化性能的影响规律,通过DSC实验得到BF/PLA复合材料的结晶度,分析其耐老化原因。随着质量分数增加,其拉伸强度增加可达到141 MPa,弹性模量达到5 GPa,达... 详细信息

通过拉伸实验和老化实验,研究了玄武岩纤维含量对BF/PLA拉伸性能、抗冲击性能及耐老化性能的影响规律,通过DSC实验得到BF/PLA复合材料的结晶度,分析其耐老化原因。随着质量分数增加,其拉伸强度增加可达到141 MPa,弹性模量达到5 GPa,达到峰值后又减小。质量分数达到30%时,缺口冲击强度和非缺口冲击强度分别达到6.7 kJ/m^2和20.76 kJ/m^2。DSC实验结果表明,随着玄武岩纤维含量的增加,聚乳酸复合材料的结晶度由34.6%增加到54.6%,而结晶度的增加可以减缓聚乳酸的降解速度。当质量分数达到60%时,老化实验后的弹性模量可以保持降解前的77%,延缓降解速度较为明显。经分析,拉伸强度与玄武岩纤维质量分数呈二次多项式关系,而弹性模量与玄武岩纤维质量分数之间呈线性关系。这种函数关系不受材料力学性能下降的影响。

关键词：聚乳酸玄武岩纤维复合材料力学性能老化公式化

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车轮偏心对转向盘摆振的影响分析

中国公路学报 2011年第6期24卷 116-120页

作者：姚运仕马芳武冯忠绪王海林赵福全长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 浙江吉利控股集团有限公司吉利汽车研究院浙江杭州311228

为了提升整车操纵稳定性和舒适性,采用理论分析和实车试验相结合的方法探讨了车轮偏心对转向盘摆振的影响。从理论上分析了车轮偏心引起的激振力和车轮动不平衡对转向盘摆振的贡献;以某B级车为研究对象,进行了多个因素的对比试验。结果... 详细信息

为了提升整车操纵稳定性和舒适性,采用理论分析和实车试验相结合的方法探讨了车轮偏心对转向盘摆振的影响。从理论上分析了车轮偏心引起的激振力和车轮动不平衡对转向盘摆振的贡献;以某B级车为研究对象,进行了多个因素的对比试验。结果表明:调整车轮动平衡对转向盘摆振稍有影响,调整下摆臂后衬套也有一定影响,但都不能明显减小振动加速度幅值;调整车轮偏心对转向盘摆振有显著影响,调整车轮偏心后,振动加速度幅值减小了近2倍;车轮偏心比动不平衡对转向盘摆振的影响更大,通过调整车轮安装定位方式消除安装偏心,对转向盘摆振现象的改进效果明显。

关键词：汽车工程操纵稳定性理论分析转向盘摆振舒适性车轮偏心实车试验

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基于二分法的车辆状态参数融合估计

汽车工程 2022年第12期44卷 1910-1918,1935页

作者：查云飞吕小龙刘鑫烨马芳武福建工程学院福建省汽车电子与电驱动技术重点实验室福州350118 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025

为提高车辆状态参数估计的精度和可靠性,提出一种基于二分法的车辆状态参数融合估计方法。首先,设计了基于车辆3自由度动力学模型的扩展卡尔曼滤波算法和由数据驱动的径向基神经网络车辆状态参数估计算法。然后,为了进一步提高估计算法... 详细信息

为提高车辆状态参数估计的精度和可靠性,提出一种基于二分法的车辆状态参数融合估计方法。首先,设计了基于车辆3自由度动力学模型的扩展卡尔曼滤波算法和由数据驱动的径向基神经网络车辆状态参数估计算法。然后,为了进一步提高估计算法的可靠性和减小单一算法的估计误差,提出将模型驱动的估计算法和数据驱动的估计算法相补偿的融合估计方法,基于二分法设置扩展卡尔曼滤波和径向基神经网络估计结果的权重,利用估计算法的融合提高估计精度。最后通过MATLAB/Simulink与CarSim的联合仿真和实车在环试验对该融合方法的有效性进行了验证。结果表明,估计结果变化趋势与实际相符,所提出的融合算法的估计精度比单一扩展卡尔曼滤波算法和径向基神经网络算法有明显的提升。

关键词：状态参数融合估计二分法扩展卡尔曼滤波算法径向基神经网络算法

采用聚乳酸复合材料的汽车零件多材料优化设计

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吉林大学学报（工学版） 2019年第5期49卷 1385-1391页

作者：马芳武韩露周阳王世英蒲永锋吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学青岛汽车研究院山东青岛266000 中国一汽轿车整车开发部长春130031 中国第一汽车集团有限公司研发总院试验所长春130031

以玄武岩纤维为增强材料,增强聚乳酸拉伸力学性能使其满足汽车非金属产品的力学性能要求,同时利用多材料方法设计产品,实现轻量化。首先研究了玄武岩纤维含量与其复合材料的关系,通过多材料设计方法并以零件的实际工况为设计条件对产品... 详细信息

以玄武岩纤维为增强材料,增强聚乳酸拉伸力学性能使其满足汽车非金属产品的力学性能要求,同时利用多材料方法设计产品,实现轻量化。首先研究了玄武岩纤维含量与其复合材料的关系,通过多材料设计方法并以零件的实际工况为设计条件对产品进行再设计。利用多岛遗传算法(MIGA)与遗传算法-响应面(GA-RSM)模型结合的优化方法寻求最优材料参数组合。结果表明:玄武岩纤维可提高聚乳酸的力学性能,GA-RSM模型在预测值时有较高的精确性,通过以上设计方法,使零件质量降低了9%。以上结果证明了聚乳酸复合材料可作为石油基材料的替代品应用到汽车产品研发中;多材料设计结合MIGA的方法可实现汽车产品轻量化。

关键词：车辆工程聚乳酸复合材料多材料设计多岛遗传算法遗传算法-响应面模型