从零件的设计MBD模型中提取制造特征信息是三维工艺设计的基础,也是实现CAD/CAPP/CAM集成的关键。针对传统的基于属性邻接图的特征识别方法中存在的特征表达二义性和子图同构算法时间复杂度高等问题,提出了一种基于扩展属性邻接图和图同构的制造特征识别方法。首先,提取零件设计模型的几何/拓扑信息,并构建扩展属性邻接图;接着,对扩展属性邻接图进行属性分解,最大限度的分离出扩展特征子图;然后,利用图同构实现对各类相交特征的准确、高效识别。最后,以某机加工零件为例,对所提方法的可行性进行了实例验证。

针对汽车后桥在生产培训和研发阶段拆卸繁琐、成本高的问题,以Microsoft Visual Studio和Unity3D为开发平台,结合HoloLens的人机交互和空间映射技术,建立了增强现实环境下的汽车后桥虚拟拆卸系统。该系统包括后桥零部件展示、后桥的自动拆卸和手动拆卸模块。系统测试表明该系统可以实现后桥虚拟模型在真实台架上的显示,能够通过自动和手动的方式快速实现汽车后桥的虚拟拆卸,系统具有良好的沉浸性和交互性,可以为设计、生产培训人员和工程应用提供有用的帮助。

针对汽车主减速器虚拟装配系统的开发需求,以Unity作为开发工具,结合HoloLens设备,对主减速器虚拟装配中的着色器、碰撞检测和人机交互等关键技术进行研究。通过分析不同光照模型及其所实现的渲染效果引入Half Lambert光照模型,并将其与Blinn-Phong光照模型相结合实现能够获取逼真场景的着色器渲染技术,并根据Unity中基本碰撞器和网格碰撞器的使用特点提出了一种针对主减速器虚拟装配的碰撞检测方法,此外还基于HoloLens的凝视、手势和语音等三大基本输入方式实现了一整套简单、自然、人性化的全新人机交互方式。

以降低某汽车后桥准双曲面齿轮搅油阻力为目的,基于VOF(Volume of Fluid)两相流模型及标准k-ε湍流模型建立了汽车后桥三维数值模型,分析了后桥准双曲面齿轮搅油功率损失机理;提出了将准双曲面齿轮由螺栓连接改为去除螺栓结构并在其两侧面增加挡板以减少搅油阻力的方法。通过Fluent仿真,对改进前后汽车后桥准双曲面齿轮搅油阻力进行了分析,与经验公式进行对比并进行了试验验证。结果表明,仿真分析及试验结果有较好的一致性;经验公式与仿真结果吻合度较高但小于试验值;适当的结构改进及挡油板的加入可显著降低后桥搅油阻力;随着转速升高,阻力减少数值越大,最高减阻可达35.9%。

以"十字轴万向节-传动轴-准双曲面齿轮副-圆锥滚子轴承-半轴"组成的传动轴-后桥系统为研究对象,基于动力学分析软件Adams,考虑中间支承的影响,建立仿真模型,得到了中间支承、后桥输入处以及半轴轮端在不同输入转速下的2阶(角)加速度幅值变化曲线,并确定了2阶幅值曲线的峰值位置。采用基于阶次追踪的台架实验研究,得到系统的1阶扭转振动固有频率为57 Hz,此结果与仿真分析结果吻合,证明了传动轴-后桥系统Adams仿真计算结果的正确性,解决了动力学仿真在研究柔性传动系统耦合振动特性尤其是模态参数获取时精度不高的问题。

设计一种直喷式四冲程CAE,利用GT-Power软件建立CAE仿真模型,搭建供气试验平台调试出最优供气系统,搭建试验台架进行整机试验,试验验证了CAE的运转可行性。利用MATLAB软件对比分析仿真与试验结果,得到不同充气压力下的缸压曲线图,验证了仿真模型的正确性;得到了CAE输出参数(输出扭矩、输出功率、排气压力和排气温度)和CAE输入参数(充气持续角、充气提前角和发动机转速)之间的关系,并找到最佳充气提前角为-70°CA,这些结论在新能源汽车研究领域具有一定的意义。

四冲程气动发动机(Four-Stroke Compressed Air Engine;F-s CAE)气缸内气体状态的变化规律直接影响其动态特性,文中首先阐述了F-s CAE的工作原理,并运用工程热力学理论建立了F-s CAE工作过程的数学模型。以F-s CAE的气缸为研究对象,基于Fluent分别建立了其物理模型和动网格模型,对气缸内流场进行了动态数值模拟,得到了缸内流域的压力场和温度场的动态变化。为验证计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真方法的正确性,将CFD仿真结果与理论数值分析结果进行对比。研究结果表明,运用CFD仿真方法来研究F-s CAE气缸内的流场特性是可靠且可行的,能较准确的反映其工作特性,为F-s CAE的研发标定和进一步的优化设计提供理论支撑。

对双筒阀片充气式液压减振器内部结构进行建模,建立了减振器复原行程阻尼力数学模型,明确了活塞杆直径、复原阀片外半径以及气室充入气体的压强为影响阻尼力的3个关键参数,理论分析了结构参数对复原行程阻尼力的影响。利用动网格技术对减振器复原行程的内部流场进行了三维数值模拟,得到了流固耦合下阀片的运动状态、流场的压力云图和速度矢量图等,详细分析了各结构参数对复原阻尼力的影响,验证了减振器工作状态中的油液流动情况及所提出方法的可操作性。

为探究齿面微凹坑参数,如形状、深度和宽度等对准双曲面齿轮润滑性能的影响规律,建立简化的齿对接触二维平面润滑模型,利用Fluent软件仿真分析了微凹坑参数变化时油膜承载力、壁面摩擦力的变化规律。结果表明:未考虑空化效应时,宽度值为160μm、深度值为4.5μm的方形凹坑和梯形凹坑具有相近的齿面润滑性能改善效果;考虑空化效应对两者润滑性能的影响发现,方形凹坑获得了更大的油膜承载力和更小的壁面摩擦力。方形凹坑具有更明显的空化效应,能有效改善齿面润滑性能。

传动轴是汽车传动系统的重要零部件,其性能影响着整车NVH性能,为改善传动轴对NVH性能的影响,通过对比十字轴万向节与Birfield球笼万向节传递特性的分析研究,提出了将后驱车的3个十字轴万向节传动轴的中间十字轴万向节替换为Birfield球笼万向节的设计方案,并分别对两种传动轴的3个万向节在中间支承处的激振力进行求解与分析。并对理论研究结果进行了试验验证。结果表明,Birfield球笼万向节的附加弯矩较为稳定,有利于减小传动轴对中间支承的激励,使车身受到的激振较小,进而提升整车NVH性能。