基于行人横穿事故的AEB系统关键参数研究

为确定行人横穿场景下AEB系统关键参数的最优组合,提出一种基于真实事故数据的虚拟仿真优化方法。首先对108起行人横穿事故进行重建,然后对事故数据进行特征分析,聚类出3类测试场景,最后通过控制变量法,利用Pre Scan和Simulink联合仿真平台确定AEB系统关键参数的最优值。研究表明,当AEB系统采用分级制动策略,传感器探测角度为80°时有最优的避撞效果。     

基于自动紧急制动的行人避撞策略及仿真验证

为提高行人AEB的避撞效能,提出一种考虑行人出现位置的制动避撞策略并验证。首先对驾驶员遇到横穿行人的制动行为进行分析,并结合AEB系统特点确定制动临界避撞距离;然后,基于真实事故视频,选取分级制动减速度;最后,考虑行人横穿出现位置,根据制动避撞距离设置制动响应时机。MATLAB/Simulink和Car Sim联合仿真结果表明,行人出现在近端/远端位置均能有效避免碰撞。     

基于堆积试验的针形茶叶离散元仿真参数标定

针对针形茶叶在理条机加工过程中离散元仿真缺少准确的模型参数,导致茶叶理条机离散元仿真过程中易出现失真问题,以单芽茶叶颗粒为研究对象,基于切片技术的近似法建立颗粒模型,采用离散元仿真与漏斗注入法堆积试验相结合的方法,对其仿真参数进行标定。以茶叶颗粒的休止角为响应值,设计Plackett-Burman试验得到对茶叶颗粒休止角有显著性影响的参数：茶叶颗粒间碰撞恢复系数、茶叶颗粒间静摩擦系数和茶叶颗粒间滚动摩擦系数;以仿真试验休止角和实际堆积试验休止角之间的相对误差为目标,进行最陡爬坡试验确定显著性参数的最优值范围,并通过Box-Behnken试验建立茶叶颗粒休止角与显著性参数之间的二次多项式方程,利用Design-Expert软件优化模块得出显著性参数最优值：茶叶颗粒间碰撞恢复系数0.28、茶叶颗粒间静摩擦系数0.15、茶叶颗粒间滚动摩擦系数0.10;并对标定的结果进行离散元仿真验证,结果表明：仿真得到的茶叶颗粒休止角均值为19.52°,与实际茶叶颗粒休止角20.23°相比,相对误差为3.51%,说明此参数标定结果合理有效。为茶叶理条机的优化设计及茶叶加工数值模拟过程提供一定的理论参考。     

基于RSM和NSGA-Ⅱ的苜蓿种子离散元模型参数标定

为寻求最优苜蓿种子离散元模型接触参数组合,设计了一种可同时测定物料休止角与堆积角的装置,并提出测定方法,将实际试验与仿真试验相结合,以苜蓿种子休止角和堆积角的实测值与仿真值误差为指标,对苜蓿种子模型参数进行标定。通过Plackett-Burman试验筛选出对指标影响显著的接触参数,采用响应曲面法(RSM)建立显著性参数与指标之间的二阶数学模型,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)进行多目标寻优计算,获取最优苜蓿种子离散元模型接触参数组合,即种间碰撞恢复系数为0.47,种间静摩擦因数为0.24,种间滚动摩擦因数为0.08。采用槽轮式排种器进行了试验验证,结果表明,在不同排种轮转速条件下,苜蓿种子质量流率实测值和仿真值的平均相对误差为2.89%,该苜蓿种子离散元模型和接触参数能够满足离散元仿真试验要求,基于RSM和NSGA-Ⅱ的多目标优化方法具有科学性和可行性。     

某SUV车型正面100%刚性壁碰撞仿真分析

为了评价汽车在正面碰撞事故中耐撞性能,以某SUV车型为例,应用HyperMesh仿真软件建立了车辆正面100%重叠刚性壁障碰撞有限元模型。设置整车仿真试验条件,得到该SUV车型的碰撞数据。对整车碰撞能量曲线、车身B柱加速度、前门框变形量、关键位置入侵量等指标进行了解读,对该车的耐撞性做出了合理评价和结构改进,为后续实车碰撞试验打下了良好的基础。     

汽车与摩托车碰撞事故再现及摩托车驾驶员致伤特点分析

通过对事故中汽车损坏痕迹及摩托车驾驶员伤亡情况的鉴定及模型的建立,构建事故碰撞环境,使用成熟事故再现软件PC-Crash对汽车与摩托车碰撞事故发生过程进行重建,对摩托车驾驶员碰撞后的运动响应及各损伤部位的动力学响应参数进行分析,将仿真结果中摩托车驾驶员的运动响应、损伤部位的伤亡程度及动力学响应结果与法医学尸栓报告中的客观事实进行对比,得出基于PC-Crash的仿真结果与实际情形基本符合的结论.     

基于THUMS模型的人车碰撞行人下肢损伤重建分析

汽车-行人交通事故中行人损伤的重建分析在事故处理与成因鉴定中起着重要作用.为探讨碰撞中的不同成伤条件对行人下肢损伤程度的影响机制,利用THUMS人体有限元模型及LS-Dyna仿真软件构建人车碰撞仿真平台.研究表明:利用有限元仿真可以模拟人车碰撞事故中不同成伤参数下行人下肢的动力学响应并进行损伤评定.该方法有利于分析研究...     

大豆联合收获机拨禾轮作用机理分析与参数优化

为降低大豆联合收获机割台损失率,本文通过分析收获过程得出拨禾轮作用范围、茎秆回弹、拨禾轮高度对割台损失率的影响规律;以最小割台损失率为目标,利用ANSYS-ADAMS联合仿真探究收获不同高度大豆的拨禾轮最优参数。使用ANSYS软件建立大豆植株柔性模型,在ADAMS软件中建立拨禾轮-大豆茎秆刚柔耦合模型,通过单因素预试验确定关键参数的范围,以大豆联合收获机拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离和大豆植株高度为试验因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标开展四因素五水平二次回归中心组合仿真试验,建立了试验因素与试验指标间的数学模型,建立以作用程度最大、拨禾碰撞力最小为目标的优化方程,确定大豆联合收获机拨禾轮最优拨禾速比、最优前移距离、最优高度与大豆植株高度之间存在线性对应关系,大豆联合收获机拔禾轮参数对碰撞力与作用程度影响主次顺序为：拨禾速比、拨禾轮高度、拨禾轮前移距离。开展以拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离为因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标的仿真试验和以割台损失率为指标的田间试验,模型计算与仿真的碰撞力偏差平均为1.18 N,拨禾轮作用程度偏差量平均...     

基于EDEMpy的枸杞离散元仿真参数标定与试验

为探究枸杞离散元仿真边界参数的最优组合,提高离散单元仿真方法研究枸杞与采收机械作用机理的准确性,提升后续枸杞机械采收设备的研发效率及机械作业性能,选取EDEM中“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”凝聚力接触模型,通过物理试验测量枸杞堆积角、枸杞-钢板静摩擦因数、枸杞-钢板碰撞恢复系数。在物理试验的基础上,采用基于EDEMpy的仿真试验方法对枸杞的接触参数进行试验研究,以枸杞颗粒的静摩擦因数、滚动摩擦因数、碰撞恢复系数、表面能JKR为影响因素,以堆积角为目标进行多因素试验,并建立回归模型。试验结果表明：对枸杞仿真堆积角影响显著的参数为枸杞-枸杞静摩擦因数、枸杞-枸杞滚动摩擦因数、表面能JKR。以实际堆积角为目标值,对回归模型进行优化分析,得到显著性参数最优组合值分别为：枸杞-枸杞静摩擦因数0.506,枸杞-枸杞滚动摩擦因数0.064,表面能JKR0.048,该组合下的仿真堆积角平均值为28.82°,与实际堆积角的偏差小于4%,边界参数标定结果可靠。研究结果可为枸杞离散元模型边界参数的选取提供参考。     

基于离散元的赤芍移栽接触参数标定

为确定赤芍在移栽过程中的仿真参数以进行离散元仿真试验,以物理试验测量土壤堆积角为基础,选取土壤间的静摩擦因数、滚动摩擦因数、碰撞恢复系数以及土壤的表面能作为试验因素,以土壤堆积角为试验指标,进行四因素三水平离散元仿真试验设计,建立了土壤接触参数与堆积角的回归模型。以实际堆积角值为目标进行了回归模型参数优化。通过实际物理试验完成了赤芍与土壤间的静摩擦系数、碰撞恢复系数、滚动摩擦系数以及碰撞恢复系数的标定。试验结果表明,土壤接触参数近似组合为碰撞恢复系数为0.223、静摩擦因数为0.630、滚动摩擦因数为0.373、土壤表面能为0.340 J/m³,该组合离散元仿真所得土壤堆积角为31.57°,与实际测量结果误差仅为1.2%。赤芍与土壤接触参数为：碰撞恢复系数为0.25、静摩擦因数为0.84、滚动摩擦因数为0.37。研究结果可以为后期移栽离散元仿真分析奠定基础。     

基于PC-Crash的汽车与行人碰撞的仿真研究

通过分析汽车与行人碰撞的特点,建立常见人车碰撞事故的模型,利用PC-C rash软件进行多次模拟仿真,计算出相应的动力学参数及碰撞后行人的运动状态,总结出事故发生后人体头部与车体前部碰撞点的分布规律。最后在发动机罩结构性能的改善以及安全气囊的有效安装位置等方面提出了有效的保护行人的措施。     

基于PC-Crash的轿车侧面碰撞事故重建方法分析

为了提高轿车-轿车侧面碰撞PC-Crash事故重建的准确性,以一起国内真实的事故案例为例,对事故进行重建并设计正交实验。得出了影响PC-Crash重建的参数权重排序,并对权重最大的参数(车速)的车速经典计算公式进行不确定度分析。通过车车侧面碰撞车速经典计算公式的不确定度分析以及参数的权重排序对事故案例进行二次重建。结果表明,第2次重建结果与真实的事故结果之间的误差明显小于第1次重建的误差,验证了影响参数的权重排序以及车速的不确定度分析对车车侧面碰撞PC-Crash事故重建的有效性。     

不同控制策略的AEB系统在PreScan中仿真对比分析

随着智能驾驶辅助系统的迅猛发展,AEB(Autonomous Emergency Braking)作为智能驾驶辅助系统的重要组成部分已经在部分车型上得以配置。AEB系统的工作效能直接关系到驾乘人员的生命安全。基于目前主流的两种AEB控制模型(碰撞时间倒数模型和安全距离模型)通过Pre Scan、Carsim和MATLAB软件联合仿真分析其在各种工况下的制动效能。通过分析车速与车距之间的关系表明,在车速低于60 km/h时,碰撞时间倒数模型不仅具有较高的制动稳定性还有较好的制动舒适性,而车速高于60 km/h时,安全距离模型的制动稳定性较高。     

三七茎秆离散元参数标定与试验

针对利用离散元法进行三七联合收获、茎秆杀秧等关键作业过程仿真分析时，三七茎秆本征参数、三七茎秆及作业装备间接触参数缺乏问题，以三七茎秆为对象，利用EDEM软件建立三七茎秆离散元Hertz-Mindlin/Hertz-Mindlin with bonding模型，通过堆积角试验和虚拟仿真试验对三七茎秆离散元参数进行标定，并建立三七茎秆杀秧装置模型。通过力学特性试验确定三七茎秆本征参数；采用圆筒提升法进行三七茎秆堆积角试验，使用Origin软件对堆积角图像进行轮廓拟合得到三七茎秆堆积角为44.53°;设计Placktt-Burman试验、最陡爬坡试验和Central-Composite试验确定三七茎秆及作业装备间接触参数，并利用堆积角试验和剪切试验验证模型的可靠性。结果表明：三七茎秆与作业装备间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.319、0.25、0.029;三七茎秆间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数最优值分别为0.4、0.29、0.032;Hertz-Mindlin with bonding模型法向刚度K_n为3.26×10⁸...     

新疆果园深施散体厩肥离散元参数标定研究

为确定新疆果园散体厩肥离散元仿真参数,采用仿真试验与物理试验相结合的方法,对散体厩肥的离散元参数进行标定。以不同参数组合下的堆积角为响应值,采用Plackett-Burman试验对散体厩肥离散元仿真参数进行筛选,得到对堆积角影响显著的参数,即厩肥-厩肥恢复系数、厩肥-钢恢复系数、JKR表面能;通过Box-Behnken试验建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型,并对其进行优化,得到显著性参数最优值,即厩肥-厩肥恢复系数为0.49、厩肥-钢恢复系数为0.34、JKR表面能为0.02 J/m2;将最优参数组合下仿真试验得到的堆积角与物理试验值进行对比,二者相对误差为2.73%。研究表明,标定的参数可靠,可为果园散体厩肥深施机械化过程仿真参数优化提供依据。     

基于NAIS数据库中电动两轮车——车事故特征分析

为研究十字路口电动自行车—车碰撞事故的碰撞特征,选取中国国家车辆事故深度调查体系(NAIS数据库中200例包含视频及交警资料的十字路口电动自行车—车碰撞事故案例,分析了碰撞机动车车型、电动自行车—车碰撞危险场景、碰撞前电动自行车—车相对位置、骑车人在碰撞中易受伤部位等。利用计算机仿真软件对真实事故案例进行重建,从而获得骑车人的6类运动学轨迹及人体运动学响应。基于真实案例碰撞信息可提高电动自行车—车碰撞事故特征分析的准确性,为道路交通管理决策提供可靠性依据。     

桑园土壤非等径颗粒离散元仿真模型参数标定与试验

为获取土壤离散元仿真模型的土壤颗粒物理参数和接触参数,本文采用试验与仿真相结合的方法,以桑园土壤为例,对土壤颗粒的接触参数进行了仿真标定。首先利用粉体仪、斜面仪、等应变直剪仪等,分析了试验地不同深度土壤的粒径分布,测量了试验地不同深度土壤休止角、滑动摩擦角、剪应力、内聚力、内摩擦角;然后,根据实测土壤粒径分布,利用EDEM软件建立了非等直径土壤球形颗粒模型。在此基础上,以土壤颗粒间及土壤与65Mn钢间的静摩擦因数、滚动摩擦因数、恢复系数为试验因素,土壤休止角、土壤-65Mn钢滑动摩擦角为目标值,建立了基于中心组合试验设计（CCD）方案,并利用Design-Expert软件对仿真试验结果进行了分析,得到了仿真标定的土壤-土壤间静摩擦因数、滚动摩擦因数和恢复系数的最优值分别为0.89、0.45和0.43;标定的土壤-65Mn钢间静摩擦因数、滚动摩擦因数和恢复系数的最优值分别为1.15、0.05和0.4。利用以上标定的最优参数对桑园土壤进行了休止角与滑动摩擦角仿真试验,试验结果表明,休止角仿真值与试验值相对误差为1.69%,土壤-65Mn钢的滑动摩擦角仿真值与试验值相对误差为2.88%。在此...     

侧面帘式安全气囊的优化设计

侧面帘式安全气囊在汽车碰撞事故中发挥着保护人体头部,避免或减轻对人体伤害的作用,如何最优的发挥侧面帘式安全气囊的保护功能,是设计中的重点和难点。本文通过真车模型以及相关实验数据,对侧面帘式安全气囊的结构和工作原理进行了分析。本研究以轿车侧面帘式气囊仿真实验以及气囊实验数据为基础,对侧面帘式气囊的各个参数进行了优化计算,以上研究结论达到了安全气囊的优化目的,通过实验计算得到证明。     

基于离散元的微型马铃薯仿真参数标定

为系统全面地研究微型马铃薯种子离散元仿真物性参数,根据其物料特征创建微型薯模型,以此为基础建立微型薯离散元参数获取模型。利用试验测定及仿真模拟相结合的方法对微型薯颗粒离散元参数进行标定和校准,即以先后建立碰撞恢复系数测定模型、微型薯-钢板摩擦因数测定模型、微型薯颗粒间摩擦因数测定模型的方法,在EDEM中建立仿真试验模型并以所标定的相应离散元仿真参数为自变量,以仿真模型所测定的因素为评价指标,通过在仿真模型中改变自变量获取相应的评价指标值,建立曲线拟合方程,将真实试验模型中对各因素所测定的值作为仿真目标值代入拟合方程中得到微型薯离散元仿真参数并进行了仿真试验验证。求得微型薯种子离散元仿真参数:微型薯-钢板碰撞恢复系数为0.523,微型薯颗粒间碰撞恢复系数为0.478,微型薯-钢板静摩擦因数为0.644,微型薯-钢板滚动摩擦因数为0.022 1,微型薯颗粒间静摩擦因数为0.325,微型薯颗粒间滚动摩擦因数为0.030 0。对标定后的微型薯离散元物性参数进行仿真验证试验,结果表明标定后的微型薯仿真颗粒堆积角以及种子分布情况与真实试验条件相吻合,为微型薯相关播种机具设计和优化提供了理论依据。     

果荚初期饲料油菜茎秆离散元接触模型参数标定

针对饲料油菜与不同材料的接触参数实测难度大、机械化收获离散元仿真模拟缺乏接触模型参数的问题,以果荚初期饲料油菜为对象,基于EDEM开展了饲料油菜茎秆颗粒离散元接触模型参数标定。测定了果荚初期饲用油菜茎秆本征参数,茎秆平均直径为20.4mm,密度为809kg/m3,茎秆弹性模量、剪切模量和泊松比平均值分别为115.73MPa、47.04MPa和0.23;以休止角为评价指标,应用Hertz-Mindlin基本模型和圆筒提升堆积法开展了饲料油菜茎秆颗粒堆积的虚拟二水平因子试验,结果表明饲料油菜茎秆与钢之间的碰撞恢复系数和滚动摩擦因数以及茎秆之间的碰撞恢复系数对休止角的影响较小,其值分别为0.60、0.10和0.60;通过最陡爬坡试验和响应面分析,确定了饲料油菜茎秆颗粒间静摩擦因数、滚动摩擦因数和饲料油菜茎秆-钢静摩擦因数的取值范围,建立了颗粒休止角的回归模型,以实测休止角与仿真试验休止角之间相对误差最小进行响应面分析和优化求解,确定其参数值分别为0.36、0.03和0.23。在接触参数最优组合条件下,根据回归模型计算得出的休止角理论值与实测值误差为2.15%,仿真试验得出休止角模拟值与实测值误差为1.83%,表明标定方法正确,标定参数准确。研究可为饲料油菜机械化收获过程的离散元仿真分析提供基本参数。