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基于牵引力-滑转率特性的高速电驱履带车辆行驶路面辨识方法研究

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车辆与动力技术 2024年第1期 15-21页

作者：侯云龙盖江涛袁艺曾根李训明马长军中国北方车辆研究所北京100072

电驱动高速履带车辆质量大、行驶速度快、行驶条件复杂,识别地面特性对其动力学控制具有重大意义.基于电驱动高速电驱履带车辆与地面之间的牵引力-滑转率特性,本文提出了一种利用长短期记忆神经网络(LSTM)进行路面识别的方法.通过采集... 详细信息

电驱动高速履带车辆质量大、行驶速度快、行驶条件复杂,识别地面特性对其动力学控制具有重大意义.基于电驱动高速电驱履带车辆与地面之间的牵引力-滑转率特性,本文提出了一种利用长短期记忆神经网络(LSTM)进行路面识别的方法.通过采集车辆行驶过程中的驱动电机转矩、转速信号及惯性测量单元得到的车辆纵向、横向加速度信号,记录并筛选出在一个滑转率变化过程中的牵引力-滑转率特征数据,通过LSTM神经网络,将特征数据归类,识别出当前行驶路面类型.该方法具有采集设备简单、信号易获得、算力要求较低等优点.仿真结果表明,该方法能够将车辆行驶路面准确归类于三种典型高、中、低附着路面.

关键词：履带滑转长短期记忆神经网络路面辨识

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提升重型车辆起步性能协调控制策略

兵工学报 2024年第1期45卷 264-275页

作者：商显赫张付军吕航刘涛韩雪峰王密琪北京理工大学机械与车辆学院北京100081 陆军装备部装备项目管理中心北京100000 中国北方车辆研究所总体技术部北京100072

针对重型车辆起步响应性差的问题,根据车辆动力传动系统结构,基于GT-SUITE软件建立废气涡轮增压柴油发动机以及控制系统的仿真模型,并基于台架试验对仿真模型进行了校核,保证动力传动系统模型具有较高的仿真精度。通过仿真探究冒烟极限... 详细信息

针对重型车辆起步响应性差的问题,根据车辆动力传动系统结构,基于GT-SUITE软件建立废气涡轮增压柴油发动机以及控制系统的仿真模型,并基于台架试验对仿真模型进行了校核,保证动力传动系统模型具有较高的仿真精度。通过仿真探究冒烟极限限制、液力变矩器耦合工作点对起步加速性能的影响规律,明确发动机和液力变矩器耦合特性对提升车辆起步性能的作用机理,以提升车辆0~32 km/h加速性能为目标,制定车辆起步协调控制策略,并基于搭建的动力传动系统仿真模型对提出的协调控制策略进行仿真验证。研究结果表明:采用提出的协调控制策略车辆从0 km/h加速到32 km/h的弹射起步时间为9.8 s,而常规起步车辆从0 km/h加速到32 km/h的时间为14 s,新提出的协调控制策略对提升重型车辆的起步加速性能具有显著的效果。

关键词：重型车辆起步性能涡轮滞后协调控制

凝固速率对铸造铝硅合金组织及力学性能的影响规律

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铸造 2024年第1期73卷 76-80页

作者：蒲博闻王根全周海涛毛郭灵王韬许虹雯中国北方发动机研究所(天津) 天津300400

通过使用砂型模、Y形钢模和楔形铜模三种浇注模具,研究凝固速率对铝硅合金的凝固组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着凝固速率增加,合金二次枝晶臂间距、共晶硅尺寸和缺陷尺寸均降低,晶粒形貌逐渐转变为树枝晶或细小蔷薇晶粒。在Y... 详细信息

通过使用砂型模、Y形钢模和楔形铜模三种浇注模具,研究凝固速率对铝硅合金的凝固组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着凝固速率增加,合金二次枝晶臂间距、共晶硅尺寸和缺陷尺寸均降低,晶粒形貌逐渐转变为树枝晶或细小蔷薇晶粒。在Y形钢模中合金的凝固速率为2~5℃/s,相应的凝固组织较为细密且缺陷较少,同时有利于形成少量Al3M初生相。通过建立合金二次枝晶臂间距分别与凝固冷却速率和屈服强度之间的变化关系式,阐述了凝固速率对合金组织及力学性能的影响规律。

关键词：铝硅合金凝固速率组织力学性能

履带车辆电控机械制动执行机构动力学仿真研究

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车辆与动力技术 2024年第1期 1-7,14页

作者：汪银风胡铮张万昊庞惠仁简洪超韩明兰海中国北方车辆研究所北京100072

针对履带车辆机械制动操纵形式电气化转型需求,提出了一种符合履带车辆行车制动功能使用需求的紧凑型、直驱式机电作动机构构型方案,运用ADAMS仿真分析方法对机电作动机构进行动力学仿真,分析获得了作动阻力相关特性曲线和性能参数,初... 详细信息

针对履带车辆机械制动操纵形式电气化转型需求,提出了一种符合履带车辆行车制动功能使用需求的紧凑型、直驱式机电作动机构构型方案,运用ADAMS仿真分析方法对机电作动机构进行动力学仿真,分析获得了作动阻力相关特性曲线和性能参数,初步表明所设计的机电作动机构结构合理;开展了特定电机转速控制策略下的动态仿真,获得了机电作动机构各主要零部件的响应特性曲线,为机电作动机构的优化设计提供了依据.

关键词：履带车辆机械制动机电作动机构静态特性动态仿真

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超重型混合动力车辆机电复合制动系统技术

车辆与动力技术 2024年第1期 22-28页

作者：范婧勾鹤徐晓曦王然杨小朋中国北方车辆研究所北京100072

制动系统是保证车辆安全的重要组成部分,直接影响车辆的行驶安全性.传统车辆在高速、长时间、大制动力制动时,车辆动能通过制动器转化为热能损失掉.而对于超重型混合动力车辆,采用现有机械摩擦制动的基础上增加电气制动系统(即机电复合... 详细信息

制动系统是保证车辆安全的重要组成部分,直接影响车辆的行驶安全性.传统车辆在高速、长时间、大制动力制动时,车辆动能通过制动器转化为热能损失掉.而对于超重型混合动力车辆,采用现有机械摩擦制动的基础上增加电气制动系统(即机电复合制动系统),既能够保证制动安全性,又能够实现能量回收,对消耗的能源进行补充.

关键词：混合动力机电复合制动

特种车辆多维载荷谱加速方法及在振动环境模拟试验中的应用

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装备环境工程 2024年第6期21卷 45-52页

作者：韩庆房强范伟光王帅中国北方车辆研究所北京100072

目的解决车辆多轴轴耦合台架试验耗时长、花费大以及振动环境模拟精度低等问题。方法将雨流投影方法运用到多维载荷加速处理中,利用传统雨流滤波法和多轴雨流投影滤波方法分别对特种车辆部件实际所受的多轴载荷进行加速处理,对加速后... 详细信息

目的解决车辆多轴轴耦合台架试验耗时长、花费大以及振动环境模拟精度低等问题。方法将雨流投影方法运用到多维载荷加速处理中,利用传统雨流滤波法和多轴雨流投影滤波方法分别对特种车辆部件实际所受的多轴载荷进行加速处理,对加速后的多维载荷信号开展基于时域波形再现的振动环境模拟,以更有效地利用轮式车多轴轴耦合试验台开展加速疲劳试验。结果对比加速前后的多维载荷信号,在时域、频域、损伤域基本一致的前提下,多维载荷信号时间压缩了50%,多轴振动环境的模拟精度大于80%。结论采用该方法开展车轮加速疲劳试验,能够精确再现被试件的实际振动环境。通过实际试验验证,可以很好地再现故障出现的时间和形式,与实际野外路试结果十分吻合。

关键词：加速疲劳试验多维载荷信号处理雨流滤波 RP滤波方法时域波形再现等效里程

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环境工程在特种车辆研制中的应用

装备环境工程 2024年第6期21卷 1-7,I0011页

作者：苏倩张保军高琳刘振廷李爽中国北方车辆研究所北京100072

根据特种车辆的使用要求、环境研究工作现状及现存的问题,结合GJB4239-2001《装备环境工程通用要求》在特种车辆研制和试验中的经验总结,系统性地从环境工程管理、环境分析、环境试验及评价等方面探讨了特种车辆环境工程工作项目、开展... 详细信息

根据特种车辆的使用要求、环境研究工作现状及现存的问题,结合GJB4239-2001《装备环境工程通用要求》在特种车辆研制和试验中的经验总结,系统性地从环境工程管理、环境分析、环境试验及评价等方面探讨了特种车辆环境工程工作项目、开展时机、实现方式等内容,包括建立环境工程工作机制、建设气候环境信息数据库、环境效应定量化分析、分层级细化气候环境适应性指标和开展复杂综合气候环境试验考核等。此外,提出了在特种车辆研制过程中,把气候环境适应性相关工作前置,并贯穿于全寿命周期的建议,为在特种车辆研制与生产中开展环境工程技术研究工作提供了可借鉴的思路,支撑发挥环境工程对特种车辆气候环境适应性的保障作用,有效提升特种车辆的气候环境适应性。

关键词：环境工程特种车辆环境适应性环境分析环境试验环境评价

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军用车辆太阳辐射热效应模拟试验室设计

装备环境工程 2024年第6期21卷 8-15页

作者：高琳刘惠丽刘坤苏倩李晓晓中国北方车辆研究所北京100072

通过研究太阳辐射国内外相关试验测试标准,对比了不同标准中太阳辐射热效应试验温度、辐照度等指标要求,作为太阳辐射热效应模拟试验室的设计输入条件。针对军用车辆的特点,设计了太阳辐射热效应模拟试验室,该试验室可满足大尺寸军用车... 详细信息

通过研究太阳辐射国内外相关试验测试标准,对比了不同标准中太阳辐射热效应试验温度、辐照度等指标要求,作为太阳辐射热效应模拟试验室的设计输入条件。针对军用车辆的特点,设计了太阳辐射热效应模拟试验室,该试验室可满足大尺寸军用车辆五面照射的试验需要,通过灯阵设计仿真与验证,试验室辐照度均匀度在10%以内。结合温度控制和太阳模拟系统联合控制,实现了太阳辐射日循环环境模拟,并结合A1干热地区指标要求进行了试验验证。通过试验测试表明,太阳辐射热效应模拟试验室均匀度和允差范围满足GJB 150.7A的设备要求,对军用车辆的太阳辐射热效应试验室设计具有参考价值。

关键词：太阳辐射热效应试验室设计军用车辆日循环环境试验

柴油机Wiebe模型参数优化及燃烧性能预测

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 473-481页

作者：张帆马庆国王子玉曹如楼李超凡裴毅强先进内燃动力全国重点实验室(天津大学) 天津300072 中国北方发动机研究所天津300400

基于一台单缸柴油机进行了发动机性能实验,通过结合单、双Wiebe燃烧模型和机器学习算法,提出了一种可预测的Wiebe燃烧模型,开展了不同边界条件下的燃烧参数和规律预测研究.首先,使用代数化Wiebe方程的线性拟合,根据线性拟合精度选取单、... 详细信息

基于一台单缸柴油机进行了发动机性能实验,通过结合单、双Wiebe燃烧模型和机器学习算法,提出了一种可预测的Wiebe燃烧模型,开展了不同边界条件下的燃烧参数和规律预测研究.首先,使用代数化Wiebe方程的线性拟合,根据线性拟合精度选取单、双Wiebe模型.然后,使用列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt,LM)算法拟合Wiebe方程得到相应的6个Wiebe参数,实现放热率Wiebe参数化.最后,基于该Wiebe燃烧参数,应用误差反向传播神经网络(back propagation neural network,BP-NN)和随机森林(random forest,RF)算法,开发了实用性更广泛的两种Wiebe燃烧预测模型,研究了不同边界条件下的燃烧规律.结果显示:代数Wiebe方程的线性拟合精度小于等于0.99000时放热率曲线更复杂,此时选用双Wiebe方程可得到高精度的Wiebe燃烧参数,反之选用单Wiebe方程即可;在1200 r/min和2200 r/min时选择双Wiebe方程对放热率进行拟合,拟合精度R^(2)均大于0.99000,误差平方和均小于0.01,通过Wiebe参数重新构建的放热率和实验放热率基本一致.基于LM算法的放热率拟合算法,可以很好地反映柴油机不同工况下的燃烧特征.对比两种不同的燃烧预测模型BP-NN和RF发现:BP-NN模型对一Wiebe形状因子m1和一Wiebe燃烧初始相位φ_(01)的预测精度更高,而RF算法对一Wiebe燃烧比例α和燃烧结束相位φ_(end)的预测精度更高,因此,针对不同燃烧参数选择不同预测模型可以有效提高Wiebe燃烧预测模型的精度.

关键词：柴油机 Wiebe燃烧模型列文伯格-马夸尔特算法神经网络随机森林算法