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  • 2014年第41卷第10期
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    • 汽车覆盖件拉延模具精确型面构建方法研究

      2014, 41(10):1-6.

      摘要 (934) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高汽车覆盖件拉延模具调试过程中的研合率、缩短模面研配周期,提出了一种模具型面的精确构建方法.在冲压仿真的基础上,结合网格映射、形函数插值、节点偏移等方法,调整凸凹模工具网格使二者之间的间隙与冲压后零件厚度分布一致,构建出适应零件厚度分布的精确模面网格模型;并以调整好的工具网格为基准,根据网格节点的偏移量,对模具型面相应的曲面面片及其剪裁线的控制顶点进行相应的偏移,实现曲面随网格模型的变化而自动形变,进一步构建出适应零件厚度变化的模具精确型面.实例研究表明,该精确模面构建方法有效,在模具设计阶段实现了模具型面的研合率.

    • 镀锌钢光纤激光搭接焊添加铜粉的试验研究

      2014, 41(10):7-13.

      摘要 (1004) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用4 kW 光纤激光器对2片1.2 mm厚H220YD镀锌钢板间添加不同质量分数铜粉进行了激光搭接焊.对工艺参数优化后所得到的焊接接头进行了焊缝表面成形、力学性能、断口形貌、成分分布和主要物相等分析.结果表明:添加铜粉质量分数为2.82%时,焊接接头的平均抗拉强度和延伸率分别为382.5 MPa和32.5%;添加铜粉质量分数不大于3.46%时,拉伸断裂于母材,属于韧性断裂,而添加铜粉质量分数大于3.46%时,拉伸断裂于焊缝区,属于韧性断裂为主脆性断裂为辅的混合断裂;夹层铜粉的加入,改变了镀锌钢界面的元素分布及物相组成,焊接接头焊缝区域C,Al,Mn,Fe,Zn,Cu元素的混合区宽度较大;当添加铜粉质量分数为2.82%时,Cu元素变化比较稳定,因铜能固溶于锌中形成锌铜固溶体,起到很好的固溶强化作用,故增强了焊缝的强度;当添加铜粉质量分数为8.06%时,Cu元素会向热影响区扩散,易形成Cu5Zn8脆性金属间化合物,使得拉伸易断裂于焊缝区.

    • 加速踏板与地板干涉的偏差分析及稳健性优化

      2014, 41(10):14-21.

      摘要 (930) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决加速踏板与地板之间的干涉问题,提高整车的驾驶舒适性和安全性,建立了3DCS三维装配偏差分析模型,运行蒙特卡洛虚拟装配,得到分析目标的概率统计特性曲线和贡献因子的灵敏度分析结果,并根据偏差分析结果,对加速踏板及加速踏板安装板的定位基准进行了稳健性优化.对比分析优化前后加速踏板与地板距离的显著几何因子影响系数、质量损失函数以及装配质量的不合格率,并绘制测量目标的概率分布图,以验证稳健性优化方案的有效性.分析发现,基于装配偏差分析结果,对显著影响因子进行稳健性优化,可有效提高稳健性优化效率,并保证产品质量满足设计要求.

    • 基于EEMD和改进VPMCD的滚动轴承故障诊断方法

      2014, 41(10):22-26.

      摘要 (892) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对原VPMCD方法在参数估计过程中存在的缺陷,用BP神经网络非线性回归方法代替原方法中的最小二乘法,解决了最小二乘法中存在的病态问题,因此,提出了改进多变量预测模型(Variable predictive mode based class discriminate,简称VPMCD)的滚动轴承故障诊断方法.首先采用总体经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)方法对滚动轴承振动信号进行分解得到若干个单分量信号,然后提取各分量奇异值组成特征向量作为改进VPMCD的输入,最后对滚动轴承工作状态和故障类型进行识别.实验结果表明,该方法能够有效地应用于滚动轴承故障诊断.

    • 油气悬架的不确定性多目标优化

      2014, 41(10):27-34.

      摘要 (1212) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善某393 t矿用自卸车的平顺性能,需要优化油气悬架的非线性刚度阻尼特性,建立了更符合工程实际情况的7自由度整车模型.考虑矿用车运输过程中整车质量与质心位置的不确定性,选取对目标函数影响较大的悬架刚度和阻尼系数作为设计变量,选取整车质心加速度和车身侧倾角、车身俯仰角以及悬架的动扰度和车轮的动载荷作为目标函数,利用基于薄板样条插值的高维模型(TPS-HDMR)构建设计变量与目标函数之间的近似模型.采用基于Pareto概念的多目标优化遗传算法进行优化,得到了最优Pareto解集.仿真结果表明:多目标优化可以同时改善11个目标的性能,提高汽车的平顺性.

    • 基于模糊神经网络控制的汽车辅助再生制动系统研究

      2014, 41(10):35-41.

      摘要 (1028) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将驾驶安全性和制动能量回收相结合,提出了基于模糊神经网络控制的汽车辅助再生制动系统.通过试验数据建立基于驾驶员经验的模糊神经网络,实现根据驾驶车辆与前车的相对距离和相对速度动态调整制动强度;通过计算得到不同的车速和制动强度下,前轮再生制动力,前、后轮摩擦制动力查询表;将模糊神经网络和制动力查询表嵌入配备比例阀的制动系统从而完成辅助再生制动系统的设计.在Simulink下搭建此辅助再生制动系统模型进行仿真实验,结果表明,此再生制动系统可以有效辅助驾驶安全,避免追尾事故发生,并可充分回收制动能量.

    • 基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计

      2014, 41(10):42-48.

      摘要 (1045) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电动汽车的独特承载要求,提出一种结合拓扑优化和车身尺寸优化的优化设计方法.以某型电动汽车为实例,通过建立白车身拓扑优化模型、有限元概念模型、尺寸优化模型和样车制造,进行了从整车拓扑结构到车身梁截面的优化设计过程,实现了电动汽车白车身的正向设计.在优化过程中采用遗传算法,以弯曲刚度和扭转刚度同时作为优化目标,白车身质量最小作为优化约束,选取了灵敏度较高的梁作为变量进行多目标优化.通过与样车参数的比较表明,该方法能够满足设计和工艺要求,实现轻量化设计,对提高白车身设计效率和精度有着重要的意义.

    • 基于本构模型参数的肌肉主动力响应有限元分析

      2014, 41(10):49-54.

      摘要 (1230) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了肌肉主动力有限元模型的力学性能与稳定性,使其适用于头颈部动力学响应的仿真研究.运用准线性黏弹性被动单元与Hill主动单元相耦合的方法,建立了兔子胫前肌的有限元仿真模型.对比Myers实验数据验证了该模型在不同应变率下离心收缩的应力应变特性.同时研究了等长收缩与轴向压缩模式下的肌肉的力学特性.仿真结果表明,仿真模型与实验输出应力应变曲线具有较好的一致性,在相同应变情况下,最大应力误差仅为0.07 MPa.该模型具有较好的计算稳定性与生物逼真度,能够满足人体颈部肌肉建模的需求.

    • 一类拟Hamilton碰振系统的全局分岔及多解共存现象分析

      2014, 41(10):55-61.

      摘要 (1032) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了一类拟Hamilton碰振系统的全局动力学特性,参照同宿轨道的Melnikov函数形式,构造了周期轨道次谐Melnikov函数.并用一类拟Hamilton碰振系统详细介绍了其计算方法和运用,数值结果验证了构造的次谐Melnikov函数的有效性.另外用改进的胞映射方法对这类系统的全局分岔和多解共存现象进行了分析,发现随着外激励力的变动吸引子数量发生变化,各个吸引域形态复杂且相互缠绕.

    • 基于系统动力学模型的汽车发动机再制造经济性分析

      2014, 41(10):62-66.

      摘要 (867) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将“产量-利润-效益”三者有机结合,运用系统动力学方法构建了汽车发动机再制造经济性分析模型.运用该模型选取某发动机再制造企业为实证案例,对其经济效益进行了动态仿真分析与模拟.通过分析得出以下结论:目前企业主要依靠三包汽车发动机盈利,大修机和报废机利润率较低,国家应进一步完善相关法律法规和补贴政策,提高废旧发动机的回收率以促进企业产生规模经济效应.

    • 具有滤波功补绕组整流变压器的等值电路计算

      2014, 41(10):67-70.

      摘要 (990) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一种具有滤波功补绕组的新型整流变压器的等值电路进行推理计算.首先分析了四绕组变压器的多边形基本等值电路;其次依据新型整流变压器的独特设计推理了其射线形简化等值电路;最后在Matlab/Simulink电力系统仿真模块(PSB)中建立了新型整流变压器的等值电路模型,通过仿真验证了等值电路的正确性.得出的射线形等值电路简单明了,为分析新型整流变压器的各种运行特性提供了有效的工具.

    • UHV对接入区域高压配电网安全稳定的影响

      2014, 41(10):71-76.

      摘要 (901) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用EPRI-E'等值方法建立包含特高压和大中型城市高压配电网的多电压等级电网仿真模型,从特高压线路故障后退出、配电网内部线路和主要电源点N-1故障的时域仿真分析,研究了特高压投运后高压配电网稳定受到的影响,并定义最短路径确定受影响程度较大的区域.仿真结果表明,特高压线路发生故障后双线跳开,最短路径为5左右的220 kV站点出线潮流变化较大,部分将过载或重载,可能诱发系统的连锁故障;配电网内部的故障如果是在特高压系统故障后发生,系统存在崩溃的风险.最后,针对特高压投运后系统的运行特征,提出了相应稳定控制的措施,确保电网安全稳定运行.

    • 基于模糊去约束法的V2M系统运行优化

      2014, 41(10):77-83.

      摘要 (848) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取一个含有EV(电动汽车)、光伏发电、风力发电、燃气轮机、蓄电池储能单元所组成的微电网运行优化问题作为研究对象,提出一种模糊去约束的求解方法.在系统对负载、光伏和风力发电出力有效监测和预测条件满足时使用这种方法,将EV与微网储能单元电池约束去除,将微电网带非线性约束的优化问题转变为线性优化问题.对比传统优化方法和模糊去约束法,系统的优化效率有显著提高.

    • 改进的自适应多目标粒子群算法

      2014, 41(10):84-90.

      摘要 (1114) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:边界处理和全局最优引导者选择操作对多目标粒子群算法的性能有重要影响,在考虑不同操作方法特征的基础上,提出了改进的自适应多目标粒子群(multiobjective particle swarm optimization, MOPSO)算法.当算法陷入局部最优时,启用交叉变异操作;当算法收敛性停滞时,轮换修剪边界处理和指数分布边界处理操作;当算法多样性停滞时,轮换反比于拥挤距离和反比于控制粒子数目的全局最优引导者概率选择操作.标准测试函数以及柔性交流输电系统(flexible AC transmission system, FACTS)装置优化配置问题的仿真结果验证了所提算法的有效性.

    • 小数分频频率合成器中Σ-Δ调制器设计与实现

      2014, 41(10):91-95.

      摘要 (872) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一种应用于小数分频频率合成器的Σ-Δ 调制器的设计,该调制器采用三阶级联的MASH1-1-1结构,并利用流水线技术,提高了调制器的工作频率.电路设计采用Verilog HDL硬件描述语言实现,基于QuartusⅡ工具进行测试验证,结果表明,调制器最高工作频率为240.56 MHz.最终采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,完成了电路版图设计.芯片面积为34 148.5 μm2,芯片总功耗为1.284 mW,与传统设计相比,面积降低了31.23%,功耗降低了46.14%.

    • 面向全球变化探测的月基对地观测覆盖性能分析

      2014, 41(10):96-102.

      摘要 (1010) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:从全球变化的空间观测需求出发,设想了一个依靠载人月球基地的对地观测望远镜,通过模拟地球静止轨道,太阳轨道和月球轨道,利用逐点计算法,从空间、时间和角度三个方面分析月球对地观测的覆盖特点,同时与现有的静止轨道卫星和日地L1点对地观测作比较.分析结果表明,月基对地观测具有良好的时空覆盖性能,尤其是角度覆盖度优点突出,有助于完善多角度遥感以及全球能量平衡观测系统.

    • 一种基于SFDD的状态防火墙规则集比对方法

      2014, 41(10):103-107.

      摘要 (890) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:状态防火墙是一种新型防火墙,而传统防火墙决策图(FDD)构造算法并不适用于状态防火墙的规则集比对.本文在FDD基础上,提出一种状态防火墙决策图(SFDD)构造算法,将规则集转化成图形化的等价的SFDD,用于状态防火墙规则集比对.理论分析和仿真实验结果表明,利用SFDD构造算法进行比对,能有效检测出规则集之间的全部不同点;当状态防火墙的状态部分规则和无状态部分规则条目数量均达到3 000时,比对过程所耗费的平均时间不超过2 s.

    • 一种面向多媒体和通信应用的处理器指令集及架构实现

      2014, 41(10):108-114.

      摘要 (871) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种面向多媒体和通信应用的CPU和DSP一体化计算的指令集架构,并设计实现了一款基于该指令集架构的VLIW DSP处理器.该CPU和DSP融合指令集架构中的CPU指令兼容已有MIPS 4KC指令集,DSP指令为自主设计.针对多媒体和通信常用算法中并行度高等特点,提出了多条基于像素操作、向量操作和复数操作的DSP指令,并详细说明了实现这些指令的关键功能模块的电路实现方法.实验结果表明,在多媒体的插值、重建以及通信的滤波、FFT等算法上,采用本文提出的面对特定应用的指令集具有较明显的优势.流片测试结果证明该指令集架构可实现且有效.

    • 基于尺度空间的体数据边界不确定性可视化研究

      2014, 41(10):115-121.

      摘要 (760) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:数据可视化的数据预处理过程中会不可避免地导致数据的不确定性.以体数据中边界体元为研究对象,提出了基于多尺度空间的边界体元中多种物质的概率分布计算方法,并采用信息熵度量边界体元的不确定性,然后使用颜色渐变的方式将不确定性信息叠加绘制在表面模型上.实验表明,该方法能快速有效地计算和表示体数据中物质边界的不确定信息.

    • 无标度网络局部路由算法优化与设计

      2014, 41(10):122-128.

      摘要 (763) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无标度网络路由算法设计与优化缺乏指导方法的问题, 研究了经典局部路由算法与网络拓扑结构、节点处理速度三者之间的关联关系. 首先提出了几个关联关系式, 并通过理论证明和仿真实验验证了它们的正确性及有效性. 然后利用这些关联关系式分析了参数设置对路由算法性能的影响, 进而提出了BA无标度网络动态路由算法设计与优化的若干原则. 仿真实验表明, 相对于经典算法, 根据这些原则设计的动态局部路由算法能有效提高BA无标度网络的性能.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

2014年第41卷第10


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