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期刊信息

吉林大学学报(工学版)
ISSN 1671-5497
CN 22-1341/T
主 任:张祥合
编 辑:曹 敏 程仲基
    赵莹莹 赵浩宇
电 话:0431-85095297
E-mail:xbgxb@jlu.edu.cn
地 址:长春市吉林大学南岭校区
    逸夫教育大楼B823室
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2018年, 第48卷, 第1期 刊出日期:2018-02-26
论文
轮毂液压混合动力商用车主动防侧翻控制
曾小华, 李广含, 宋大凤, 李胜, 朱志成
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  1-10.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161398
摘要 ( 434 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(901KB) ( 298 )  
针对轮毂液压混合动力重型商用车功能特点,提出了基于前轮轮毂液压泵/马达差动制动的主动防侧翻控制算法。首先,建立重型车辆线性二自由度模型,根据线性二次型最优控制原理设计主动防侧翻控制器,并决策最优横摆力矩;其次,结合轮毂液压混合动力系统特点,利用安装于车辆前轮的二次元件液压泵/马达再生制动实现前轮主动制动,并设计液压泵/马达再生制动转矩前馈+反馈控制器;最后,利用TruckSim与AMESim仿真软件分别建立整车模型以及液压系统模型,并基于MATLAB/Simulink建立主动防侧翻控制算法,通过MATLAB/Simulink、Trucksim和AMESim三软件搭建联合仿真平台,选取阶跃转向和鱼钩转向两种典型转向工况进行仿真验证。结果表明,所提出的主动防侧翻控制算法能够有效提高车辆侧倾稳定性,且利用前轮轮毂液压泵/马达实现主动制动时可以有效回收部分制动能量,提高车辆经济性。
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基于横摆力矩控制的电动轮汽车转弯节能控制
孙文, 王庆年, 王军年
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  11-19.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170525
摘要 ( 412 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(771KB) ( 299 )  
首先,研究了车辆转弯时转弯阻力产生的机理,提出了影响转弯阻力的因素。然后,提出了通过改变纵向力分配减小转弯阻力的方法。最后,基于车身稳定性的约束,通过理论分析和计算机仿真,对比了纵向力分配前、后车辆转弯过程中的能耗,并采用遗传算法对后轴轮间的转矩分配系数进行了优化。研究表明,通过对电动轮汽车的纵向力分配,可以降低电动汽车在转弯过程中的能耗,提高转弯机动性。
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车用双电源开绕组电机驱动系统绕组模式切换及电流控制策略
贾一帆, 初亮, 许楠, 徐哲
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  20-29.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170057
摘要 ( 610 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1089KB) ( 299 )  
针对电动车用双电源双逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统,提出星形、角形、独立3种绕组模式及实现方法。在分析各模式电机外特性的基础上,制定了绕组模式切换策略,其中的转矩饱和判定算法可实现对电机参数变化不敏感的绕组模式自动向上切换。同时提出了用于独立模式的多电平电流滞环调制算法,增加了电平数量及触发机制,可指定主电源并实时切换,从而实现两电源间的能量分配;其具有低开关频率和大功率差值两种控制方式,可达到不同的节能与能量分配效果。仿真结果表明:本文方法充分利用了各绕组模式的工作区间,减少了器件损耗并提高了系统效率,为双电源构型下车用动力系统的建立提供了理论依据与工程方案。
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基于等效晃动模型的液罐车防侧翻控制策略
赵伟强, 封冉, 宗长富
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  30-35.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161417
摘要 ( 389 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(893KB) ( 294 )  
为提高公路液罐车行驶稳定性,减少由其侧翻引起的事故,将液罐内液体货物的晃动等效为单摆运动,结合3自由度车辆模型建立了液罐车等效晃动动力学模型,并提出了基于差动制动的液罐车防侧翻控制策略。通过Trucksim/Simulink联合仿真,比较了不同车速、阶跃工况下,装载等质量的液体货物与固体货物的液罐车的状态变量数值大小,由此证明液体晃动对车辆运动的影响;比较了液罐车在阶跃工况与鱼钩工况下有、无主动控制情况时的状态变量值,证明了本文防侧翻控制策略的有效性。
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基于反应式行为的车辆运动意图辨识
孙博华, 邓伟文, 朱冰, 吴坚, 王姗姗
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  36-43.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161220
摘要 ( 427 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1287KB) ( 268 )  
为提高无人驾驶智能汽车决策规划能力,提出了一种基于反应式行为的车辆运动意图辨识策略。对反应式车辆运动意图进行了分析与归类,建立了基于多维高斯隐马尔科夫过程的反应式车辆运动意图模型;搭建了车辆运动意图信息采集系统,进行了典型工况数据采集;在此基础上,对模型进行训练,利用正交试验对模型参数进行优化,选取典型工况进行辨识测试。结果表明,所提出的辨识策略能够有效辨识交通车辆的运动意图。
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基于疲劳和13°冲击性能的组装式车轮优化设计
王登峰, 张帅, 汪勇, 陈辉
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  44-56.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170036
摘要 ( 422 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1709KB) ( 302 )  
为了研究车轮的13°冲击性能,提出了一种基于疲劳和13°冲击性能的车轮结构设计和优化方法。以16×612J型车轮为研究对象,基于动态弯曲疲劳试验和动态径向疲劳试验对车轮进行了联合拓扑优化,设计了一个镁合金轮辋和铝合金轮辐的组装式车轮结构。建立了组装式车轮13°冲击试验的有限元模型,基于不同应变率下AZ91D镁合金和6061铝合金的材料本构模型分别分析了冲锤正对辐条和正对窗口冲击两种工况下车轮的应变,并研究了13°冲击性能与车轮结构之间的关系。利用网格变形技术建立了组装式车轮在两种工况下的参数化模型并定义了12个设计变量,使用Isight软件平台集成DEP-MeshWorks和LS-DYNA软件建立车轮多目标优化模型,利用最优拉丁超立方和Box-Behnken设计拟合了径向基RBF网络近似模型并验证了近似模型的精度。利用所建立的近似模型,以车轮质量和冲锤正对辐条冲击时轮辐的最大应变最小为目标,其余应变为约束,采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对车轮进行了多目标优化设计。得到了Pareto前沿,综合考虑了车轮13°冲击性能条件下,选取了一个妥协解作为优化设计结果。结果表明:在满足车轮各项13°冲击性能要求的条件下,优化得到的组装式车轮与同型铸造铝合金车轮相比减重30.65%。
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汽车正面25%重叠率碰撞车身前端结构设计
张君媛, 纪梦雪, 王楠, 叶威
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  57-64.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161358
摘要 ( 439 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1532KB) ( 322 )  
基于Pam-Crash/Safe软件建立了正面25%重叠率碰撞工况车辆-假人有限元基础模型。简化了前端主要吸能构件弯曲和压溃的性能表达,以结构件侵入量作为约束条件,将总目标吸能量分解到子构件上,根据其可压溃长度计算出所需的平均反力。最后,设计断面参数以满足平均反力和吸能量的要求。结果表明,所设计的前端结构能够满足正面25%重叠率碰撞等3种正面碰撞工况的法规要求。本文方法不仅提高了结构优化效率,还在一定程度上实现了“正向设计”。
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自然暴露下汽车座椅热负荷的数值模拟及试验
兰凤崇, 黄佳楠, 陈吉清, 李丽芬
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  65-73.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161207
摘要 ( 350 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1551KB) ( 299 )  
针对汽车内乘员热舒适性问题,为分析自然暴露下汽车舱内座椅的热负荷变化规律及其影响因素,首先在我国海南省琼海市湿热自然环境试验站对某款国产黑色轿车进行自然暴露试验,测试分析了1年内试验车辆内、外的热环境变化。采用热网格法对整车模型进行热负荷分析,仿真得到舱内座椅传热过程中各传热方式的热流量变化,并进一步研究了座椅表面材料特性、车窗玻璃、汽车停放环境等因素对座椅表面温度场的影响规律。结果表明:汽车座椅主要受太阳辐射作用而升温,升温机理依次为表面辐射、热传导和对流散热;合理改变座椅表面材料吸收率、汽车车窗玻璃的透射率和汽车的停放位置,可以有效降低汽车舱内车座椅的表面温度,从而改善其热负荷状况。
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基于弹性连接结构的电动轮纵向振动特性
毛钰, 左曙光, 林福, 曹佳楠, 郑玉平
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  74-82.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161178
摘要 ( 378 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1768KB) ( 324 )  
基于现有轮毂电机和轮辋刚性连接的电动轮结构形式,结合轮毂电机转矩波动激励和电动轮系统纵扭耦合振动模型揭示了轮胎和电机纵向振动问题,并确定了系统纵向振动所对应的主要参与模态,指出由于对振动主导的两阶旋转模态频率相距较大,电动轮系统在电机工作范围内整体振动特性较差。针对上述问题,采用轮毂电机和轮辋弹性连接的结构形式以规划电动轮系统模态特征。分析表明弹性连接能够降低电动轮系统两阶旋转模态频率并使二者相互靠近,进而能够缩短使电动轮系统产生共振的敏感电机转速范围,从而改善系统整体振动特性。最后通过连接参数对振动特性的影响分析确定了能够实现减振效果的弹性连接参数合理取值范围,为电动轮系统采用弹性连接构型进行优化设计提供了参考。
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径向热应力对离合器摩擦对偶钢片变形的影响
李明阳, 马彪, 李和言, 杜秋, 于亮, 陈飞
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  83-88.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161176
摘要 ( 445 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1698KB) ( 261 )  
建立了径向热应力作用下摩擦对偶钢片各阶临界屈曲应力计算模型,应用临界屈曲应力计算模型定量分析了厚度、径向温差等参数对摩擦对偶钢片临界屈曲应力的影响,并通过离合器台架实验验证了模型的正确性。结果表明:径向温度梯度产生的径向热应力会导致摩擦对偶钢片屈曲变形;摩擦对偶钢片不同屈曲阶数对应的临界屈曲应力不同,低阶屈曲对应临界屈曲应力较小;不同边界约束条件对应的临界屈曲应力不同,外径简支边界条件对应临界屈曲应力较小,即相同厚度摩擦对偶钢片,外齿摩擦对偶钢片较内齿摩擦对偶钢片更容易发生屈曲;通过增加摩擦对偶钢片厚度可明显提高其抗屈曲变形的能力,内、外径简支条件下2 mm厚的摩擦对偶钢片厚度同时增加1 mm,抗屈曲变形能力可分别提高125.4%和125.9%。
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信号交叉口自行车和行人混合交通流社会力模型
王占中, 赵利英, 焦玉玲, 曹宁博
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  89-97.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161255
摘要 ( 513 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2068KB) ( 369 )  
基于行人仿真的社会力模型,考虑自行车对行人过街的干扰,引入自行车与行人以及自行车与人行横道间的相互作用,提出了一种改进的自行车和行人混合交通流的社会力模型。通过数值模拟,分析了自行车道的设置对混合交通流事故数及到达率的影响,再现了自行车和行人混合交通流中自行车的跟随和分层现象。仿真结果表明:设置自行车道能够有效缓解行人和自行车之间的冲突,有助于减少行人和自行车的事故数并提高混合交通流的运行效率;根据自行车数量,设置合理的自行车道,能够保证自行车达到最大过街速度,从而提高自行车的过街效率;模型能够重现混合交通流的自组织等现象。
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基于态度的公交出行信息使用市场细分
侯现耀, 陈学武
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  98-104.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161198
摘要 ( 331 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1213KB) ( 287 )  
为识别不同出行者对公交出行信息使用选择偏好的差异,对基于态度的公交出行信息使用市场进行了细分。根据在南京市调查的数据,利用因子分析确定态度潜变量,采用结构方程模型分析了态度变量间的相关性,使用K-means聚类方法对公交出行信息使用的市场进行细分。以出行意愿、可靠性、方便性和主观感知等4个变量作为聚类变量,将公交出行信息使用市场细分为5个子市场,同一子市场内出行者公交出行意愿选择近似,不同子市场间出行者选择意愿明显不同。分析了每个子市场态度的差异和公交出行方式选择特征,针对不同子市场的出行者提出了相应的公交出行信息改善策略。
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考虑桥面铺装作用的简支梁桥横向分布系数计算
魏志刚, 刘寒冰, 时成林, 宫亚峰
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  105-112.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161304
摘要 ( 461 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1433KB) ( 325 )  
为了准确计算考虑桥面铺装参与受力的简支梁桥横向分布系数,基于刚接梁法的基本原理,考虑了混凝土桥面铺装与主梁间存在的剪切滑移效应,采用结构力学中的基本方法提出了一种考虑桥面铺装的简支梁桥荷载横向分布系数计算方法,本文称之为修正刚接梁法。采用本文方法计算了一座实际简支T梁桥的横向分布系数,并以此计算了车辆荷载作用下各主梁的挠度和铺装层应变等静力响应,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,计算出的静力响应与实测静力响应吻合度很高,充分说明了本文方法的准确性和可靠性。
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季冻区组合冷阻层应用表现的数值评价
张仰鹏, 魏海斌, 贾江坤, 陈昭
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  121-126.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161415
摘要 ( 386 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1563KB) ( 250 )  
为改善季冻区道路冻害,提出了由XPS挤塑板和粉煤灰橡胶颗粒改良土共同组成路基冷阻层。采用含相变的瞬态热分析数值方法,对粉质黏土、单纯改良土和组合冷阻层结构路基的冬季表现进行对比分析,评价了组合冷阻层在冻融变化下的隔温效果和特点。结果表明,单纯改良土和组合冷阻层都能有效地改善路基温度场,提高冻结深度,但后者的提升效果更好。季冻区冷阻层在冷季能阻隔冷能量,在暖季也能阻隔热能量,且在冬季的冷阻效果更好。
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预应力RPC-NC叠合梁挠度试验及计算方法
季文玉, 李旺旺, 过民龙, 王珏
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  129-136.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161204
摘要 ( 690 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1489KB) ( 296 )  
为提高桥梁结构抵抗变形的能力,提出了预应力活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)叠合梁结构形式,并设计了10根预应力RPC-NC叠合模型梁和1根NC对照梁。试验研究了预应力度、RPC高度、NC等级等因素影响下叠合梁跨中挠度发展特性及计算方法。结果表明:叠合梁跨中挠度发展可分为开裂前弹性阶段、带裂缝工作阶段、普通钢筋屈服后迅速增长阶段3个阶段。预应力度越高,开裂前弹性段越长,开裂后屈服和强化阶段的刚度下降越快。根据试验值对铁路桥规和混凝土规范中的公式进行修正,修正后的计算结果与试验值吻合良好。
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三跨独柱连续曲线梁桥抗倾覆稳定性分析
宫亚峰, 何钰龙, 谭国金, 申杨凡
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  133-140.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161241
摘要 ( 528 )   RICH HTML ( 0 )  
为研究三跨独柱连续曲线梁桥的抗倾覆能力,基于结构倾覆的力学原理并根据桥梁倾覆轴选取原则,推导了微弯桥与弯桥的倾覆轴选取临界方程,比较了弯桥中两类倾覆轴下的抗倾覆稳定性,对三跨独柱连续曲线梁桥的抗倾覆稳定系数进行了验算,并与规范公式计算值进行对比。计算结果表明:在选取弯桥倾覆轴时,根据两中墩支座连线作为倾覆轴进行抗倾覆验算的结果更安全;三跨独柱连续曲线梁桥的抗倾覆稳定系数随曲率半径增大呈现先减小后增大的趋势;对于微弯桥,理论计算值比规范计算值更大;对于弯桥,两者基本一致。
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基于空间网格模型分析的体外预应力加固
马晔, 尼颖升, 徐栋, 刁波
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  137-147.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20160680
摘要 ( 450 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2492KB) ( 353 )  
描述了目前变截面连续梁桥、连续刚构桥开裂下挠的现状及病害产生的原因,分析了体外预应力加固此类桥梁的计算分析现状,指出了加固设计中计算所采用单梁模型、平面梁格模型与实体模型的不足,从而引出实用精细化分析方法——空间网格模型。通过详细介绍网格模型的原理,分析了网格模型模拟体外束加固连续刚构桥的过程,重点比较了加固前、后关键纵梁的应力改善效果。分析正应力和面内主拉应力发现,加固前、后,每道纵梁的受力状态均得到改善。面内主拉应力是正应力和剪应力的合力,对板件的面内主应力进行主动加固,更能体现出加固效果。
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基于拉应力域的波形钢腹板组合梁承载力配筋计算
尼颖升, 孙启鑫, 马晔, 徐栋
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  148-158.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161136
摘要 ( 432 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2614KB) ( 280 )  
针对波形钢腹板组合箱梁配筋方法的不足,提出了基于空间网格分析方法和“拉应力域”的设计方法。结合工程案例,将网格配筋、设计配筋及规范配筋结果进行了对比并描述了截面关键板件纵向配筋趋势。结果表明:基于拉应力域的配筋计算方法可以实现波形钢腹板组合梁桥顶板和底板的面内、面外精细化配筋,验证了网格模型模拟波形钢腹板组合箱梁的准确性。空间网格模型和拉应力域设计方法可为波形钢腹板组合箱梁提供精细化的设计思路和方向。
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基于燃烧边界参数响应曲面设计的柴油机性能优化
田径, 刘忠长, 刘金山, 董春晓, 钟铭, 杜文畅
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  159-165.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20160881
摘要 ( 549 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1739KB) ( 269 )  
在一台增压中冷共轨柴油机上利用实验设计响应曲面法进行性能优化研究。研究选取喷油参数和EGR率共5个影响因子,并以国4排放标准及低于5%油耗量恶化为限定目标,以稳态测试循环B转速50%负荷工况为例,获得的多目标优化因子组合数据结果表明:响应曲面模型可以确立影响发动机性能的核心影响因素,且因素贡献度高低与发动机具体性能参数有关;主因参数之间、主因与次因参数之间的交互作用对发动机性能的贡献度要大于次因参数之间的交互作用;结合满意度函数准确预测出了满足目标设定要求的最佳性能,NOx比排放和消光烟度分别为3.41 g·(kW∙h)-1和4.7%,油耗率为221.3 g·(kW∙h)-1,可为发动机性能研发工作提供参考。
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压电喷油器多次喷射对GDI汽油机颗粒物排放的影响
卫海桥, 裴自刚, 冯登全, 潘家营, 潘明章
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  166-173.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161051
摘要 ( 487 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1210KB) ( 293 )  
为了研究不同喷油策略对颗粒物排放的影响,本文基于一台单缸直喷汽油机,并使用排气粒径谱仪对压电晶体喷油器多次喷射策略下的颗粒物排放特性进行了研究。结果表明:单次喷射时颗粒物粒径分布呈一个核态峰值和两个积聚态峰值的三峰形态,而两次和三次喷射呈两个核态峰值和一个积聚态峰值的三峰形态;相对于两次喷油策略,三次喷射时两个核态峰值粒径和峰值数量有所增加,而积聚态颗粒物显著减少。同时,相比单次喷射,合理组织两次和三次喷射策略能够显著降低颗粒物总数以及两个模态的颗粒物排放,并且两次喷射对降低核态颗粒物作用显著,三次喷射对减低积聚态颗粒物作用显著。此外,多次喷射还能够减少NOx的排放。
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新型摆线针轮行星减速器传动系统的振动特性
陈忠敏, 侯力, 段阳, 张祺, 杨忠学, 蒋易强
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  174-185.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161139
摘要 ( 495 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(3332KB) ( 302 )  
为减少刚性摆线针轮行星减速器工作时的振动,提高运行可靠性,设计了一种带减振衬垫的非刚性摆线针轮行星减速器,并对其进行非线性振动分析。综合考虑了时变刚度、轴向误差、啮入冲击等激励,基于集中参数理论和牛顿第二定律建立新型摆线针轮行星减速器8自由度的多因素耦合动力学模型和振动微分方程组,采用变步长四阶Runge-Kutta法对量纲归一化后的方程组进行求解。对比了刚性与非刚性结构下的摆线轮、低速轴的垂直振动和扭转振动情况,结果表明:采用减振衬垫,使摆线轮和低速轴的垂直振动和扭转振动效应都降低。进一步对新型摆线针轮行星减速器进行实验测试分析,结果表明:实验所测数据结果与其振动情况的理论分析结果较吻合。
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基于混合总线的装甲车辆实车综合测试系统设计
杨诚, 宋萍, 彭文家, 金昊龙, 潘志强
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  186-198.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161185
摘要 ( 567 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2264KB) ( 298 )  
针对野外实车工况下装甲车辆整车动态试验测试手段单一、数据获取困难的问题,设计了一种基于混合总线的装甲车辆网络化实车综合测试系统。整个系统以NI CompactRIO嵌入式平台为基础,结合有线、CAN总线、无线3种测试方式,实现对整车动态测试数据的实时采集、传输、显示和存储。提出一种自适应数据流控制策略,通过自适应数据缓存控制以及基于最大采样率的伪均匀采样方法,有效解决了整车试验测试过程中信号参数众多、采样频率各异、数据量大的问题。基于PXI平台搭建了系统试验验证环境,对车辆综合测试系统进行了功能性验证。试验结果表明,本文网络化实车综合测试系统工作可靠,能够满足装甲车辆的试验测试需求。
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基于差厚技术的汽车仪表板管梁轻量化设计
刘念, 徐涛, 徐天爽, 胡贤磊, 刘维海
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  199-204.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161242
摘要 ( 522 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1308KB) ( 302 )  
针对汽车仪表板管梁轻量化需求,本文依据差厚板轧制工艺要求,分别提出了五段式和三段式的差厚的仪表板管梁结构最优设计方案,用于替代原等厚度管梁结构。通过模拟对比,考察各方案在低阶频率、垂直颠簸、制动器支架侵入、乘员安全气囊爆破等工况下的相关性能参数,验证了差厚板技术能够在保证仪表板管梁所有强度性能的前提下,实现大幅降重。为引入差厚板技术到汽车结构设计中,最大限度实现轻量化的目标,提供参考。
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具有仿生距下关节和跖趾关节的完全被动步行机
钱志辉, 周亮, 任雷, 任露泉
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  205-211.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170006
摘要 ( 483 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1200KB) ( 302 )  
以人体足部关节为仿生模本,研制了具有仿生距下关节(矢状面内关节轴倾角为45°)和跖趾关节(添加脚趾)的新型完全被动步行机,并实现了稳态行走。通过单因素试验确定了步行机的最佳高度;采用多因素混合正交试验设计,分析了步行机高度、有无足趾、腿间距3个因素对步行机行走性能的影响。结果表明:研究范围内,对步行机行走性能(稳定行走距离和行走速度)影响最大的因素为腿间距;足部有、无脚趾对行走速度具有次要影响,而步行机高度则对行走最大距离具有次要影响。
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Al-10Sr变质剂状态、变质温度及变质时间对ZL114A合金组织的影响
赵宇光, 杨雪慧, 徐晓峰, 张阳阳, 宁玉恒
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  212-220.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161298
摘要 ( 521 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2810KB) ( 321 )  
制备了不同处理状态(常规铸态、快速凝固态、轧制变形态)的Al-10Sr中间合金作为变质剂,其中加入Sr的质量分数为0.02%。研究了不同尺寸的Al4Sr相、变质温度及变质时间对ZL114A显微组织的影响。结果表明:常规铸态、快速凝固态的Al-10Sr变质ZL114A合金在750 ℃分别保温30 min、15 min时获得最佳变质效果,轧制态Al-10Sr变质的ZL114A合金在720 ℃时、保温15 min时共晶硅为珊瑚状,变质效果最好;Al4Sr的尺寸越小,变质效果越好,而且Al4Sr的尺寸越小,熔体温度越高,Sr变质的孕育期越短。
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多点冲头主动加载路径对薄板拉形的影响
刘纯国, 刘伟东, 邓玉山
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  221-228.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170021
摘要 ( 431 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2147KB) ( 275 )  
研究了多点拉形过程中3种加载路径对板料拉形质量的影响。基于平面应变假设,对多点拉形和等差曲率冲头主动加载拉形中铝合金薄板的受力特点进行了对比分析,同时应用数值模拟研究了多点拉形与多点冲头主动加载拉形中3种路径对板料应力、应变及延伸率分布的影响规律。结果表明:与多点拉形相比,等速冲头主动加载、等时冲头主动加载及等差曲率冲头主动加载3种拉形方式均能减小板料钳口处的应力集中,提高工件的应力、应变、延伸率分布均匀性,其中等差曲率冲头主动加载路径拉形效果最好。
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表面微沟槽对Al/CFRP胶结性能的影响
胡志清, 郑会会, 徐亚男, 张春玲, 党停停
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  229-235.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161416
摘要 ( 431 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1301KB) ( 271 )  
以光洁表面和带有沟槽形貌特征的Al/CFRP(碳纤维增强复合材料)单搭接头胶结强度为研究对象,建立了相关的数值模拟模型。对比分析了光洁表面与微沟槽表面对胶结强度的影响,且进一步探讨了不同深度微沟槽对胶结强度的影响。数值模拟结果表明:带有微沟槽表面的5052板材与CFRP的胶结强度优于光洁表面与CFRP的胶结强度;增加微沟槽的深度能提高胶结强度,且随着微沟槽深度的增大,胶结强度逐渐增大。最后进行了试验验证,结果与数值模拟结果一致,即随着沟槽深度的增大,胶结接头破坏载荷不断升高,然而随着沟槽深度的进一步增大,破坏载荷增大趋势放缓。
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缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化
胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  236-244.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161353
摘要 ( 504 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1672KB) ( 288 )  
为了降低缸内直喷汽油(Gasoline direct injection,GDI)发动机共轨系统的轨压波动,同时减少共轨系统结构参数实验标定的工作量,提出了基于改进型遗传算法的共轨系统结构参数优化设计方法。首先,在GT-suite搭建了GDI共轨系统模型,该模型主要由高压泵模型、共轨管模型、喷油器模型及低压泵模型组成;其次,通过动力学特性分析了共轨管体积、阻尼孔直径对共轨压力波动及上升时间的影响,并验证了模型的合理性;然后设计了基于前馈和反馈相结合的共轨压力控制系统,在此基础上,以共轨压力波动及上升时间为目标函数,以阻尼孔直径和共轨管体积为优化变量,提出了基于改进型遗传算法的共轨系统多结构参数优化方法;最后,通过仿真实验验证了本文方法的有效性。
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基于离散事件触发通信机制的非均匀传输网络化控制系统故障调节与通信满意协同设计
李炜, 李亚洁
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  245-258.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161083
摘要 ( 456 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(2775KB) ( 282 )  
基于离散事件触发通信机制(DETCS),考虑执行器饱和约束,研究了网络化控制系统(NCS)同时满足多项约束目标的主动容错与网络通信间的协同设计问题。首先,通过在传统的NCS中引入事件发生器,提出并构建了DETCS下NCS主动容错的架构与设计理念,即基于系统中物理采样器采样周期的驱动来设计状态和故障观测器,基于网络通信约束触发的事件驱动来设计反馈控制。其次,建立了集网络属性、执行器饱和约束、故障估计、扰动信息、故障调节与反馈控制为一体的非均匀传输闭环故障系统模型。接着,给出了满足H性能的状态和时变故障估计的广义观测器的求解方法,并以此为基础给出了非均匀传输故障调节与网络通信间的满意协同设计方法。最后,通过采用四容水箱基准实例验证了理论结果的正确性与实用性。
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基于半陷门单向函数的公钥密码
赵博, 秦贵和, 赵永哲, 杨文迪
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  259-267.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161211
摘要 ( 564 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1371KB) ( 253 )  
通过引入“半陷门单向函数”的概念来构造公钥密码,与陷门单向函数不同,由于半陷门单向函数是“半可逆”的,所以不能单独用来构造公钥密码。为此本文提出了一种基于半陷门单向函数的公钥密码构造方法。并结合SSP(子集和问题)的难解性和易解性,构造了“半超递增背包向量”,并基于半超递增背包向量对半陷门单向函数进行了具体实现。在此基础上,给出了一种新的公钥密码方案STOF_PKC。该方案在分类上属于背包密码,因而具有抗量子计算的潜力。
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混合式无线Mesh网络路由与信道分配联合优化
张维维, 何家峰, 高国旺, 任丽莉, 申铉京
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  268-273.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170035
摘要 ( 340 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1269KB) ( 260 )  
在混合无线Mesh网络中,路由协议需要区别节点类型并要考虑通信模式。因此,提出了一种混合式无线Mesh网络路由与信道分配联合优化方法,所使用的分布式贪婪生成树路由是一种新型的地理位置路由算法,该算法能找到更短的路由并与生成树结合实现节能。由于节点随时间不断发生变化而无法实现实时更新,本文采用信道分配算法直接代替总线数据采集,并通过构建具有不完全信息的博弈模型进行估计,其中竞争排名根据当前节点的信道分配算法和竞争节点的联合累积分布来估计。本文研究结果可提高混合无线Mesh网络的有效性和可靠性,对Mesh网络的普及和应用起到非常重要的作用。
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面向服务推荐的QoS成列协同排序算法
曹婧华, 孔繁森, 冉彦中
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  274-280.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161273
摘要 ( 397 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(1384KB) ( 272 )  
针对传统基于服务质量(QoS)预测的推荐方法较少考虑服务间的排序对产生推荐列表的影响,不能准确体现用户偏好的问题。本文提出了一种基于QoS排序学习的服务推荐算法,选用计算复杂度较低的成列损失函数来优化矩阵因式分解模型,并通过挖掘用户间的近邻信息来进一步提高QoS排序的准确性。在真实数据集上的大量实验表明,该算法具有良好的性能。
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基于贝叶斯网络的电子节气门电磁敏感度评估
孙晓颖, 王震, 杨锦鹏, 扈泽正, 陈建
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  281-289.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161343
摘要 ( 595 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1555KB) ( 349 )  
针对电子节气门电磁脉冲效应试验中诸多不确定性导致有限样本下评估不准确的问题,研究了基于贝叶斯网络(BN)的敏感度评估方法,通过从概率角度考虑所有不确定参量来提高评估准确性。首先,建立节气门系统故障树(FT)模型,采用电磁拓扑(EMT)分析系统电磁耦合途径。然后,建立融合故障树和电磁拓扑的电磁敏感度贝叶斯网络评估模型,并给出模型各节点概率计算方法。最后,以高空电磁脉冲(HEMP)为例描述了电子节气门电磁敏感度评估模型输入数据获取方法和模型计算过程,验证了模型的有效性。
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蜂窝式立体元图像阵列的生成
武伟, 王世刚, 赵岩, 韦健, 钟诚
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  290-294.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170227
摘要 ( 513 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1318KB) ( 260 )  
提出了一种蜂窝式透镜阵列立体元图像的生成方法。首先,通过分析真实透镜的成像原理,建立了成像模型。然后,利用虚拟相机阵列模拟透镜阵列,根据显示端透镜阵列和显示器的参数设置虚拟相机的采集参数。最后,采用投影的方式生成立体元图像阵列。实验结果表明:利用本文方法生成的蜂窝式立体元图像阵列在水平和垂直方向均具有连续的视差变化,且满足子图像与立体元图像之间的投影关系,可以真实再现3D物体的空间信息。本文方法既克服了透镜阵列直接采集存在的空间反转和串扰等问题,又可避免光学采集设备带来的误差,节约成本,可为基于组合成像系统研究提供各种图像来源。
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OFDM系统中利用循环前缀的非迭代相位噪声抑制算法
袁建国, 张锡若, 邱飘玉, 王永, 庞宇, 林金朝
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  295-300.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161200
摘要 ( 566 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1115KB) ( 307 )  
为补偿OFDM系统中相位噪声引发的干扰,提出了一种非迭代的利用循环前缀进行线性内插的相位噪声抑制算法。该算法利用循环前缀与OFDM符号中对应采样点间的相关性,将未受符号间干扰(Inter symbol interference, ISI)的循环前缀应用到对相位噪声的估计中,只需要少量循环前缀即可对原有线性内插算法中的插值点进行优化,通过增加每个OFDM符号中线性内插的插值点数,使得内插估计出的相位噪声更加贴近实际的相位噪声。仿真分析表明,该算法在相位噪声线宽较小时的误码率曲线更能贴近无相位噪声时的曲线,在相位噪声线宽较大时相比原有的相位噪声内插算法有0.8~1.8 dB的增益并能够有效降低错误平层。
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基于多址干扰和蜂窝间互扰分布的多载波系统联合接收方法
王金鹏, 曹帆, 贺晓阳, 邹念育
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  301-305.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170277
摘要 ( 461 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1102KB) ( 273 )  
为了研究无线蜂窝系统中下行链路的性能,提出了一种基于最小均方误差和空间分集的多载波系统中下行链路的联合接收方法。由干扰的类高斯特性,给出了多址干扰、蜂窝间互扰、信干燥比和误码率的详细数学表达,最后进行了仿真验证。结果表明:本文方法与仿真结果一致,从而为研究多载波系统下行链路的性能提供了一种新思路。
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优化初值的C均值算法
刘云, 康冰, 侯涛, 王柯, 刘富
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  306-311.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161193
摘要 ( 374 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1472KB) ( 366 )  
针对C均值算法(C-means method,CM)对初值敏感、易陷入局部最优的问题,提出一种优化初值的C均值算法(Optimal initialization-based CM,OICM)。该算法首先计算数据集中每个点的邻域以及邻域密度,选择具有最大邻域密度的点作为第一个聚类中心;然后,从剩余的数据集中选择具有最大邻域密度、且其邻域与已有聚类中心的邻域的连接度满足一定条件的点作为下一个聚类中心,以此类推,直到确定了C个聚类中心;最后,利用C均值算法完成数据集的聚类分析。在仿真数据集和UCI数据集上进行聚类实验,结果表明OICM算法有效地克服了传统C均值算法对初值敏感的缺点,且性能优于其他3种典型的全局C均值算法。
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基于压缩传感的高精度同步相量测量方法
于华楠, 杜瑶, 郭树旭
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  312-318.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161043
摘要 ( 406 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1539KB) ( 281 )  
为了消除或减小采用GPS定时的同步相量测量中非精确同步采样所造成的测量误差,提出一种基于压缩传感理论修正离散傅里叶变换估计结果的高精度同步相量测量算法。该算法利用离散傅里叶变换对测量信号进行稀疏化,并采用狄利克雷矩阵为观测矩阵,通过压缩传感重构算法重构测量信号。仿真结果表明:与传统离散傅里叶变换方法相比,该算法在不需要延长测量时间的条件下能够有效消除或减小频谱泄露等误差,并在很大程度上提高了信号的相量测量精度。
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基于深度属性学习的交通标志检测
王方石, 王坚, 李兵, 王博
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  319-329.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161120
摘要 ( 440 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1281KB) ( 342 )  
为了弥补交通标志底层图像到高层语义之间的鸿沟,本文引入交通标志的形状、颜色、图案内容三种视觉属性,在卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)中加入属性学习(Attribute learning)约束,同时进行交通标志属性学习和分类学习,提出了一种基于深度属性学习的交通标志检测方法。并在公开数据集Sweden traffic sign detection dataset(STSD)和German traffic sign detection dataset(GTSD)上进行的实验结果表明,该方法能够有效地提高交通标志检测的准确率和召回率。
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基于NGSIM数据的车辆瞬时速度获取方法
刘东亮, 王秋爽
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  330-335.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170373
摘要 ( 553 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1516KB) ( 276 )  
虚拟线圈和无线传感网络(WSN)等常规交通信息获取技术具有信息采集范围小的缺陷,无法达到大范围交通协同的要求,若使用图像信息参数建立车辆瞬时速度模型,可有效地发挥遥感影像的广域覆盖优势,满足大范围交通信息获取的需求。本文面向广域交通信息的获取,以NGSIM数据为基础数据,分析确定了输入参数的类别,使用BP神经网络建立了瞬时车速模型,利用相近时段的数据对模型进行效果验证。该模型不同于常规交通信息获取方法,当应用于大范围的遥感观测时,可以高效快速地对大范围静态图片进行瞬时车速提取,为实现广域交通信息的高效采集提供一种有效途径。
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城市开放社区模式的可视化仿真分析
林正松, 代棋帆, 张璐, 刘璇, 唐超, 冰河
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  336-343.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161224
摘要 ( 528 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1442KB) ( 262 )  
提取中国武汉市3.26 km2的某居住用地作为规划区,运用Trans CAD仿真软件对野外采集的居民出行量、道路通行量矩阵进行预测及出行平衡分析,创建目标年(2020)出行量矩阵,获取开放型及封闭型社区道路分配参数,结合开发强度及规划区与社区空间单元之间的集聚度等进行可视化评估。结果证明:开放社区比封闭社区出行耗时少,排队距离短,出行成本低;规划区与空间单元社区具有关联性。邻近社区单元之间呈正相关性,东南方向主干道交汇处集聚度高,居民出行量集中;西北方向三环线周围社区之间集聚度低,早晚高峰流时段居民可选择此通道出行;中间邻近社区之间集聚度不明显。
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人参3-O-UGT1基因RNAi表达载体工程菌的构建
卢超, 赵寿经, 张晓佳, 杜芃川, 王雪松
吉林大学学报(工学版). 2018 (1):  344-348.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161203
摘要 ( 374 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1300KB) ( 314 )  
人参3-O-UGT1基因(Pg3-O-UGT1)是控制人参中二醇型单体皂苷合成的关键酶基因,而二醇型皂苷和三醇型皂苷具有相反的药理活性。本文利用RT-PCR技术和酶切连接技术成功构建人参3-O-UGT1基因RNAi(RNA interference)植物表达载体,通过热转化法将重组表达载体转化进发根农杆菌A4中,得到含有人参3-O-UGT1基因RNAi植物表达载体的工程菌,为诱导人参外植体转化和人参皂苷合成机理奠定了基础。
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