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针对铰接工程车辆的变角度全景环视系统研究

中国公路学报 2021年第5期34卷 194-203页

作者：李伟曹立波刘金源冯谢星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

针对铰接工程车辆车头与车厢间存在铰接角度且车身长导致的视觉盲区大的问题,提出了一种可以根据铰接角度实时调整拼接图像的变角度全景环视系统。对于静态俯视图像的生成,提出一种用于将畸变图像转换为俯视图像并对齐到指定位置的查找... 详细信息

针对铰接工程车辆车头与车厢间存在铰接角度且车身长导致的视觉盲区大的问题,提出了一种可以根据铰接角度实时调整拼接图像的变角度全景环视系统。对于静态俯视图像的生成,提出一种用于将畸变图像转换为俯视图像并对齐到指定位置的查找表快速映射方法,实现了通过一步变换完成鱼眼校正、逆透视变换与图像配准,提升了静态俯视图像生成的速率。对于动态全景环视图像的生成,提出了一种根据铰接角度改变后对应的动态查找表直接生成变角度全景环视图像的方法,提升了角度改变时图像重新配准的速率。对于全景环视图像的融合,提出了一种循环颜色调整和透明度融合相结合的方法,从而对整幅变角度全景环视图像进行均衡化处理并降低拼接缝带来的图像损失。试验结果表明:在同样的硬件平台下,对于静态俯视图像的生成,该系统不仅将运行速度提升了接近1倍,并且有效减少了图像的失真程度;在图像融合方面,该系统不仅获得了较好的融合效果,并且保证了运行的实时性;通过实车验证,该系统可以生成全局均衡且无缝的变角度全景环视图像并在嵌入式处理器上实现了接近30帧·s^(-1)的处理速度;该系统实时生成的变角度全景环视图像可以有效消除铰接工程车辆周围的视觉盲区,从而提升铰接工程车辆行驶的安全性和便捷性。

关键词：交通工程变角度全景环视系统动态查找表铰接工程车辆畸变校正图像融合

归一化复域能量算子解调及其在转子碰摩故障诊断中的应用

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机械工程学报 2014年第5期50卷 65-73页

作者：曾鸣杨宇郑近德程军圣湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

归一化希尔伯特变换(Normalized Hilbert transform,NHT)解调采用经验AM-FM分解实现信号的包络信号(即瞬时幅值)和纯调频信号的分离,再对纯调频信号进行希尔伯特变换提取瞬时频率。与直接希尔伯特变换解调比较,归一化希尔伯特变换的解... 详细信息

归一化希尔伯特变换(Normalized Hilbert transform,NHT)解调采用经验AM-FM分解实现信号的包络信号(即瞬时幅值)和纯调频信号的分离,再对纯调频信号进行希尔伯特变换提取瞬时频率。与直接希尔伯特变换解调比较,归一化希尔伯特变换的解调效果有较大提高。然而,研究发现,经验AM-FM分解得到的纯调频信号可能存在易导致负频率出现的骑波,并且由于归一化希尔伯特变换求取瞬时频率仍采用希尔伯特变换,则不可避免地在端点处产生振荡。针对归一化希尔伯特变换解调存在的问题,提出可以消除骑波的改进的经验AM-FM分解以及基于复域能量算子的纯调频信号的瞬时频率估计,并在此基础之上进一步提出一种新的信号解调方法——归一化复域能量算子(Normalized complex Teager energy operator,NCTEO)解调,采用改进的经验AM-FM分解提取单分量信号的瞬时幅值,再用基于复域能量算子的瞬时频率估计对纯调频信号进行解调提取瞬时频率。通过仿真试验以及转子早期碰摩故障诊断的应用实例验证了归一化复域能量算子解调的优越性和有效性。

关键词：归一化复域能量算子经验AM FM分解能量算子转子碰摩故障诊断

基于一种新型三角形壳元的汽车车身部件模态分析

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机械工程学报 2011年第6期47卷 101-106页

作者：崔向阳李光耀徐峰祥湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析。壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁。问题模型首先离散成可自动生成的非结构三... 详细信息

针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析。壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁。问题模型首先离散成可自动生成的非结构三角形网格,并在三角形网格的基础上进一步形成基于边的积分区域。提出一种基于边的局部坐标系统,并在局部坐标系内通过梯度光滑技术获得积分域内的光滑应变,从而调节系统刚度,有效地改善结果的精度。基于光滑迦辽金格式构造离散系统方程,并建立基于边光滑三角形壳元的刚度矩阵和质量矩阵列式,对复杂的汽车车身部件进行模态分析。通过与现有软件和参考结果的对比,验证所提算法的有效性和高精度。

关键词：三角形壳元模态分析梯度光滑技术

基于LFSS和改进BBA的滚动轴承在线性能退化评估特征选择方法

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振动与冲击 2018年第11期37卷 89-94页

作者：程军圣黄文艺杨宇湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

在滚动轴承性能退化评估中,不同工况会影响振动信号特征对故障程度的敏感性,在早期有限样本中选择适用于状态评估的有效特征是实现在线评估轴承性能退化程度的关键。首先提出一种基于均方根的早期有限样本判定方法 Limited Feature Sele... 详细信息

在滚动轴承性能退化评估中,不同工况会影响振动信号特征对故障程度的敏感性,在早期有限样本中选择适用于状态评估的有效特征是实现在线评估轴承性能退化程度的关键。首先提出一种基于均方根的早期有限样本判定方法 Limited Feature Select Sample(LFSS),其次提出一种针对性能退化评估特征选择的改进Binary Bat Algorithm(BBA)算法——Feedback Seeking Binary Bat Algorithm(FSBBA),将其应用于滚动轴承早期有限样本中进行故障特征选择,克服了原始BBA容易陷入局部寻优的缺点。基于LFSS与FSBBA算法,构建了滚动轴承在线状态评估模型,并将其运用于两例滚动轴承全寿命数据特征选择,性能退化评估指标分析结果表明了所提出方法的有效性。

关键词：滚动轴承特征选择有限样本判定方法反馈寻求二进制蝙蝠算法在线状态评估

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汽车盘式制动器时变稳定性的分析与优化

汽车工程 2018年第7期40卷 795-803页

作者：王晗蓓于德介黄亚湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

为解决汽车盘式制动器在使用周期内的磨损导致可靠度降低,和产生制动噪声问题,提出一种汽车盘式制动器系统时变稳定性分析与优化方法。该方法引入随机过程参数来描述使用过程中存在磨损的制动器结构,构造含有随机参数和随机过程参数的... 详细信息

为解决汽车盘式制动器在使用周期内的磨损导致可靠度降低,和产生制动噪声问题,提出一种汽车盘式制动器系统时变稳定性分析与优化方法。该方法引入随机过程参数来描述使用过程中存在磨损的制动器结构,构造含有随机参数和随机过程参数的制动器系统不确定参数化模型,以进行制动器使用过程中的稳定可靠性动态预测。在此基础上,针对制动器使用后期可靠性下降问题,运用时变可靠性分析理论、响应面技术和遗传算法,以复特征值阻尼比负值最小化为优化目标,对制动器系统时变稳定性进行优化,以保证使用周期内的可靠度满足要求。最后以某车浮钳制动器为例,采用本文方法有效预测了其时变稳定可靠性,并通过优化制动器支撑背板密度和厚度,有效提高了制动器使用后期的稳定可靠度。

关键词：盘式制动器随机参数时变参数制动噪声稳定性可靠性优化

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一种面向热设计的反馈-模糊推理全局算法

湖南大学学报（自然科学版） 2021年第12期48卷 44-51页

作者：雷飞张天昊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

针对常规模糊推理算法无法有效求解具有复杂或未知传热规律的传热学反问题,提出一种反馈-模糊推理全局算法.基于模糊推理的基本流程,将变论域方法、反馈思想和模拟退火算法结合起来,通过反馈单元降低模糊规则对传热规律的依赖,并通过模... 详细信息

针对常规模糊推理算法无法有效求解具有复杂或未知传热规律的传热学反问题,提出一种反馈-模糊推理全局算法.基于模糊推理的基本流程,将变论域方法、反馈思想和模拟退火算法结合起来,通过反馈单元降低模糊规则对传热规律的依赖,并通过模拟退火单元防止陷入局部最优.采用此方法对风冷散热器翅片的几何结构设计问题进行求解,并与常规模糊推理算法和模拟退火算法结果进行对比.同时,对不同初始值、不同输入误差下反馈-模糊推理全局算法的计算结果进行验证和对比.结果表明,该算法可以解决传热学规律复杂或未知的传热学反问题,计算结果不受初始值影响.该算法在解决此类问题时拥有良好的鲁棒性和抗不适定性,可以为反问题、结构设计和优化提供参考.

关键词：传热反问题模糊推理纯电动汽车全局优化

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基于车辆-行人碰撞颅脑伤防护的参数研究

中国机械工程 2007年第9期18卷 1125-1130页

作者：李凡杨济匡湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

研究了汽车行驶速度及前部结构各设计参数对行人颅脑损伤的影响,讨论了颅脑损伤防护的可行性措施。运用多刚体动力学软件Madymo建立了基于不同车型参数的汽车前部结构数学模型以及行人人体数学模型,进行了车辆-行人碰撞的计算机仿真,并... 详细信息

研究了汽车行驶速度及前部结构各设计参数对行人颅脑损伤的影响,讨论了颅脑损伤防护的可行性措施。运用多刚体动力学软件Madymo建立了基于不同车型参数的汽车前部结构数学模型以及行人人体数学模型,进行了车辆-行人碰撞的计算机仿真,并对仿真结果进行了分析研究。研究表明,汽车行驶速度、发动机盖盖沿高度以及发动机盖和挡风玻璃的刚度等参数对行人颅脑损伤影响显著。

关键词：行人颅脑交通伤参数研究碰撞仿真

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基于裁剪法的机构综合专利利用再创新模型

湖南大学学报（自然科学版） 2013年第10期40卷 43-51页

作者：刘江南于德介彭丽洪义海卢伟健杨小娟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

在机械产品开发设计中,机构综合主要依靠工程经验和机构学知识,普遍存在创新随机性大、创新方案少等问题.本文利用创新成果产生的宝贵资源专利进行机构综合创新,提出了采用TRIZ功能裁剪法对专利信息进行利用、采用设计目录方法对设计方... 详细信息

在机械产品开发设计中,机构综合主要依靠工程经验和机构学知识,普遍存在创新随机性大、创新方案少等问题.本文利用创新成果产生的宝贵资源专利进行机构综合创新,提出了采用TRIZ功能裁剪法对专利信息进行利用、采用设计目录方法对设计方案进行穷举和遍历、对有效专利进行合理规避的新思路,构建了基于功能裁剪法和设计目录的机构综合再创新程序化过程模型,通过实例应用,裁剪现有专利进行机构综合,提出了大量规避他人专利的创新方案,证明了采用该过程模型进行概念创新设计的可操作性和有效性.

关键词：创新机构综合专利利用功能裁剪法设计目录

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基于带约束前沿推进的四边形网格生成方法

湖南大学学报（自然科学版） 2017年第8期44卷 29-34页

作者：汪攀张见明韩磊鞠传明池宝涛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

针对当前各种Q-Morph算法在生成四边形网格的过程中容易产生残余三角形这一缺陷,提出了一种带约束的前沿推进算法.该方法是一种基于前沿推进思想的Q-Morph算法,由当前前沿生成两条侧边和一条顶边,并删除其内部的三角形,从而将三角形网... 详细信息

针对当前各种Q-Morph算法在生成四边形网格的过程中容易产生残余三角形这一缺陷,提出了一种带约束的前沿推进算法.该方法是一种基于前沿推进思想的Q-Morph算法,由当前前沿生成两条侧边和一条顶边,并删除其内部的三角形,从而将三角形网格合并生成一个四边形网格,并在前沿推进的过程中加入了约束条件,从而可以有效地避免残余三角形的产生,提高了算法的效率和最终生成网格的质量.数值实验表明,该算法能够全自动生成质量较好的四边形网格.

关键词：网格生成四边形网格 Q-Morph 前沿推进