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多胞铝合金薄壁管耐撞性分析与区间优化设计

汽车工程 2024年第7期46卷 1323-1333页

作者：钱立军俞陆新谷先广梁文宇合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 安徽机电职业技术学院机械工程学院芜湖241002

铝合金多胞薄壁管轴向压缩在能量吸收方面比普通方形管具有更优的力学性能,在汽车、航空、军事装备以及其他产业应用前景非常广泛。为研究挤压型材6061-T6铝合金材料各向异性特征,在板材上分别沿挤压方向0°、45°、90°取样进行单轴拉... 详细信息

铝合金多胞薄壁管轴向压缩在能量吸收方面比普通方形管具有更优的力学性能,在汽车、航空、军事装备以及其他产业应用前景非常广泛。为研究挤压型材6061-T6铝合金材料各向异性特征,在板材上分别沿挤压方向0°、45°、90°取样进行单轴拉伸力学特性试验,获取相应的应力-应变曲线和各向异性特征参数,基于各向异性硬化行为的屈服准则建立材料本构模型。设计口字、日字、目字等构型截面并对管件进行准静态压溃试验,通过对比分析变形-压溃力曲线表明目字型多胞铝合金薄壁结构具有更加优越的耐撞性能。为进一步获得目字型薄壁管最优设计参数,考虑泊松比、弹性模量等材料参数波动对结构耐撞性能产生不确定性影响,建立多胞铝合金薄壁管耐撞性区间不确定性优化模型,采用区间可能度方法将其转化为确定性问题,结合人工神经网络(artificial neural networks,ANNs)模型与交错投影寻踪遗传算法(intergeneration projection genetic algorithm,IP-GA)方法对该问题进行双层嵌套优化,分析不同可能度水平对不确定性优化结果的影响,为不同可靠性优化设计的选择提供指导性意见。

关键词：铝合金薄壁管材料本构多胞结构耐撞性区间优化

催化剂的非均匀分布对船舶SCR系统特性的影响

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环境工程技术学报 2024年第3期14卷 836-845页

作者：梁海明许红祥雷小霞陈正科潘光明广西交通职业技术学院汽车工程学院江西科技学院人工智能学院南昌工学院燕山大学机械工程学院

选择性催化还原(SCR)系统常用于降低柴油发动机尾气排放出的氮氧化物(NOx)。为进一步提高其脱硝性能,首先建立三维数值模拟模型,通过改变SCR转换器中孔隙率来实现催化剂的非均匀分布,从而研究在不同发动机负荷下的催化剂非均匀分布对SC... 详细信息

选择性催化还原(SCR)系统常用于降低柴油发动机尾气排放出的氮氧化物(NOx)。为进一步提高其脱硝性能,首先建立三维数值模拟模型,通过改变SCR转换器中孔隙率来实现催化剂的非均匀分布,从而研究在不同发动机负荷下的催化剂非均匀分布对SCR系统中的流动、传质和传热等性能的影响;其次,与催化剂的均匀分布进行对比,重点考察催化剂非均匀分布时对SCR系统性能的影响;最后,基于场协同原理分析SCR系统中的速度场和温度场对传热过程的影响。结果表明:催化剂的非均匀分布可以提高SCR系统的性能。在发动机25%的负荷下,与均匀分布相比,案例P-R5的压力损失降低165 Pa,脱硝率提高了0.8%,氨的逸出量减少了7 mg/L;案例P-R5的温度梯度高于均匀孔隙率催化剂温度梯度的最大峰值,这表明向外部传递的能量较少,催化剂非均匀分布的结构可以保持催化区域的温度,提高催化剂的活性,有利于脱硝反应。

关键词： SCR系统压力损失反应特性脱硝率非均匀分布

压缩变形对2219铝合金网状残余结晶相细化行为的影响

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材料科学与工艺 2024年第4期32卷 67-75页

作者：毛献昌何海林林土淦林海燕韦俊广西交通职业技术学院汽车工程学院南宁530023 中南大学轻合金研究院长沙410083

网状残余结晶相(RRCPs)偏聚是影响2219铝合金构件力学性能的主要因素,研究其细化行为具有重要意义。为了探明RRCPs的破碎细化机理,本文开展了2219铝合金高温(510和530℃)和中低温(240℃)单向压缩实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电... 详细信息

网状残余结晶相(RRCPs)偏聚是影响2219铝合金构件力学性能的主要因素,研究其细化行为具有重要意义。为了探明RRCPs的破碎细化机理,本文开展了2219铝合金高温(510和530℃)和中低温(240℃)单向压缩实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分别研究了两种变形温度条件下不同相对压缩量(Δh)对RRCPs破碎效果的影响。研究结果表明:高温变形条件下,RRCPs主要以拉断和溶解断裂的形式发生细化;当Δh超过60%时,RRCPs才被大量破碎,形成大量长条状粒子,但破碎的结晶相仍呈带状偏聚。中低温变形条件下,RRCPs的破碎效果较显著,主要以脆性断裂的形式发生破裂和细化;当Δh等于20%时,RRCPs即可产生明显的裂纹;而当Δh大于60%时,结晶相被破碎成大量等轴状粒子,且粒子的分布均匀性较好。综上,与高温压缩相比,中低温压缩更有利于RRCPs的破碎,这可为优化2219铝合金多向锻造工艺提供参考。

关键词： 2219铝合金网状结晶相变形温度相对压缩量细化机理单向压缩实验

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融合前馈及状态反馈的智能汽车模型预测控制

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第8期51卷 165-175页

作者：陈齐平曹天恒黄少堂江会华江志强时乐泉华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013 江铃汽车股份有限公司江西南昌330001 江西交通职业技术学院汽车工程学院江西南昌330013

针对具有动力学约束的智能汽车路径精确跟踪问题,提出了一种融合前馈及状态反馈的模型预测控制(model predictive control,MPC)方法.首先,根据车辆二自由度模型建立MPC路径跟踪基础模型,然后考虑基础模型中道路曲率变化对系统产生的已... 详细信息

针对具有动力学约束的智能汽车路径精确跟踪问题,提出了一种融合前馈及状态反馈的模型预测控制(model predictive control,MPC)方法.首先,根据车辆二自由度模型建立MPC路径跟踪基础模型,然后考虑基础模型中道路曲率变化对系统产生的已建模稳态扰动,设计前馈控制器(feed-forward control,FFC)进行消除;并进一步采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制器进行系统误差状态反馈调节;最终形成融合前馈及状态反馈转角输入的模型预测最优调节控制律(MPC-FF-PID).最后基于MATLAB/Simulink和Carsim平台证实所提算法的有效性,并基于智能驾驶实车平台在园区低速场景下进行实车测试,最大横向和航向误差分别为0.128 7 m和0.063 9 rad,表明本文算法具备更高的跟踪精度及安全性.

关键词：智能汽车路径跟踪模型预测控制前馈控制状态反馈PID控制仿真与实车验证

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电磁驱动膜片式微滴喷射数值模拟与试验

机械设计与研究 2024年第3期40卷 199-204页

作者：梁海明韦相福林明松殷梦闯广西交通职业技术学院汽车工程学院南宁530004 广西大学机械工程学院南宁530004

针对目前微液滴喷头问题,设计了一种基于电磁驱动的微滴喷射装置。建立了多物理场耦合喷射仿真模型,通过数值模拟分析了驱动电压、流体粘度对微滴体积和喷射速度的影响。并利用搭建的喷头试验平台进行微滴喷射试验。结果表明:微滴体积... 详细信息

针对目前微液滴喷头问题,设计了一种基于电磁驱动的微滴喷射装置。建立了多物理场耦合喷射仿真模型,通过数值模拟分析了驱动电压、流体粘度对微滴体积和喷射速度的影响。并利用搭建的喷头试验平台进行微滴喷射试验。结果表明:微滴体积以及喷射速度随着驱动电压幅值的增大而增大,随着流体粘度的增大液滴的断裂时间延后且液滴的拖尾逐渐减短;在喷孔直径为0.12 mm、驱动电压21 V、粘度0.001 mPa·s时可按需生成体积约5.7 nL的均匀微滴;微滴喷射试验结果与仿真结果吻合较好,说明提出的数值模型及方法是可行的,且验证了设计的电磁驱动膜片式喷头生成稳定液滴的可行性。

关键词：电磁驱动多物理场仿真微滴喷实验

半主动悬架与主动横向稳定杆集成的车辆逆向侧倾控制研究

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机械科学与技术 2024年

作者：陈松卢欣欣丁笠轩王永乐朱镇高涛江苏大学汽车与交通工程学院江苏工程职业技术学院

为实现车辆在高速大转角等工况下的侧翻控制问题，借鉴两轮摩托车在高速转弯时采用内倾以实现车辆自身稳定的特点，本文提出了采用阻尼可调式半主动悬架与主动横向稳定杆集成控制技术来实现车辆的逆向侧倾控制。结合车辆常规侧倾控制中... 详细信息

为实现车辆在高速大转角等工况下的侧翻控制问题，借鉴两轮摩托车在高速转弯时采用内倾以实现车辆自身稳定的特点，本文提出了采用阻尼可调式半主动悬架与主动横向稳定杆集成控制技术来实现车辆的逆向侧倾控制。结合车辆常规侧倾控制中侧倾角与侧向加速度的关系，提出了车辆在不同侧向加速度下的理想逆向侧倾角。根据车辆控制需求，对主动横向稳定杆设计滑模控制器，实现对车辆理想逆向侧倾角的跟踪。为验证该集成控制技术对车辆侧翻的控制效果，搭建了硬件在环仿真试验台架并进行了典型工况的试验，通过试验得出基于半主动悬架与主动横向稳定杆集成的车辆逆向侧倾控制技术与常规的主动侧倾控制技术相比，该集成控制技术不仅能有效实现对车身逆向侧倾的主动控制，进一步提高车辆侧倾稳定性的裕度，同时车辆的横摆稳定性也得到了明显的改善。

关键词：侧翻控制逆向侧倾半主动悬架主动横向稳定杆滑模控制模糊控制

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混合动力汽车变速器噪声特性及优化控制研究

机械设计与制造 2024年

作者：吴冬梅梁涛西华大学汽车与交通学院四川交通职业技术学院汽车工程系

为了改善混合动力车辆加速过程中变速箱的噪声特性，研究了牵引力矩对混合动力变速器振动-声学响应的影响。首先建立了混合动力变速器系统动力学模型，通过数值计算研究了复合行星齿轮组的功率分流混合传动的振动声特性，估计了由行星... 详细信息

为了改善混合动力车辆加速过程中变速箱的噪声特性，研究了牵引力矩对混合动力变速器振动-声学响应的影响。首先建立了混合动力变速器系统动力学模型，通过数值计算研究了复合行星齿轮组的功率分流混合传动的振动声特性，估计了由行星齿轮、支承轴承、传动轴和齿轮箱壳体引起的声辐射功率的贡献率，通过系统模态振动方法分析了牵引电机的可控转矩对传动误差激励的影响。在此基础上提出了噪声优化控制策略，通过混合动力车辆的真实道路性能测试，行星齿轮的噪声显著降低，验证了所提噪声优化控制策略的有效性。

关键词：混合动力汽车功率分流振动噪声优化控制

基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车联合制动系统控制方法

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传感技术学报 2024年第7期37卷 1244-1249页

作者：宗明建马文胜袁望方童晓帆河北交通职业技术学院汽车工程系河北石家庄050035 长安大学汽车学院陕西西安710064

中低速新能源汽车是常见的交通工具,但是其制动控制存在响应时间长、控制效果差的问题,设计一种基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车联合制动系统控制方法。首先,构建基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车动力学方程,采集传感信息,然后,... 详细信息

中低速新能源汽车是常见的交通工具,但是其制动控制存在响应时间长、控制效果差的问题,设计一种基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车联合制动系统控制方法。首先,构建基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车动力学方程,采集传感信息,然后,考虑开环控制容易导致控制系统的稳定性和鲁棒性差的问题,基于转鼓转速传感的联合制动系统传递函数推导出开环、闭环双传递函数,最后,根据系统传递函数,设计PID控制器的参数,通过PID控制器输出电-液联合制动控制信号,实现汽车联合制动系统控制。实验结果表明:所提方法的速度-位移曲线与现实速度-位移曲线基本一致,加速误差在-0.5 m/s2~0.5 m/s2范围内,平均制动控制响应时间为0.075 s,具有良好的制动控制能力。

关键词：转鼓转速传感联合制动控制 PID控制器中低速新能源汽车传递函数电制动力液压制动力

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大功率质子交换膜燃料电池建模及仿真

太阳能学报 2024年第3期45卷 290-297页

作者：陈家城周苏福州职业技术学院交通工程系福州365108 同济大学汽车学院上海201804

针对70 kW大功率燃料电池系统进行建模,基于Simulink平台搭建质子交换膜燃料电池电堆系统模型。基于该模型在稳态下研究温度、膜含水量、压力对电池输出性能的影响,分析水气跨膜运输情况。仿真结果表明电流密度在0.4~1.0 A/cm范围内时,... 详细信息

针对70 kW大功率燃料电池系统进行建模,基于Simulink平台搭建质子交换膜燃料电池电堆系统模型。基于该模型在稳态下研究温度、膜含水量、压力对电池输出性能的影响,分析水气跨膜运输情况。仿真结果表明电流密度在0.4~1.0 A/cm范围内时,电堆输出电压保持稳定。然后在新欧洲驾驶循环(NEDC)动态工况下,分析电池系统输出性能和水气跨膜传输情况,结果表明所建模型可用于大功率车用PEMFC研究。

关键词：质子交换膜燃料电池 Simulink 仿真模型电压特性质量传输动态分析

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