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国家自然科学基金(50175110)

作品数:13 被引量:177H指数:8
相关作者:田红旗谢素超姚松高广军周辉更多>>
相关机构:中南大学中南林业科技大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金铁道部科技研究开发计划国家教育部博士点基金更多>>
相关领域:交通运输工程机械工程理学更多>>

文献类型

  • 13篇中文期刊文章

领域

  • 13篇机械工程
  • 13篇交通运输工程
  • 3篇理学

主题

  • 5篇吸能
  • 5篇车辆
  • 4篇有限元
  • 3篇薄壁
  • 3篇薄壁结构
  • 3篇车辆工程
  • 2篇遗传算法
  • 2篇神经网
  • 2篇神经网络
  • 2篇数值仿真
  • 2篇铁道
  • 2篇铁道车辆
  • 2篇网络
  • 2篇吸能结构
  • 2篇耐撞性
  • 2篇结构优化
  • 2篇仿真
  • 2篇BP神经
  • 2篇BP神经网
  • 2篇BP神经网络

机构

  • 12篇中南大学
  • 1篇中南林业科技...

作者

  • 9篇田红旗
  • 7篇谢素超
  • 5篇姚松
  • 4篇高广军
  • 3篇周辉
  • 1篇许平
  • 1篇刘国伟
  • 1篇周伟
  • 1篇常宁

传媒

  • 4篇交通运输工程...
  • 2篇中国铁道科学
  • 2篇中南大学学报...
  • 1篇振动与冲击
  • 1篇工程图学学报
  • 1篇应用基础与工...
  • 1篇铁道科学与工...
  • 1篇Journa...

年份

  • 1篇2013
  • 2篇2012
  • 4篇2010
  • 2篇2008
  • 2篇2006
  • 1篇2005
  • 1篇2003
13 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
铁道车辆承载吸能结构优化研究被引量:8
2012年
为得到具有理想耐撞性能的铁道车辆承载吸能结构,分别基于多项式响应面法的二次响应面模型、四次响应面模型和Kriging法的响应面模型等3种代理模型,构造承载吸能结构的比吸能SEA及比吸能与撞击力峰值之比REAF关于设计参数的二次、四次和Kriging法响应曲面,结合遗传算法整体寻优分别得到这3种代理模型的SEA和REAF的最优值。对比分析结果表明:Kriging法响应面模型的拟合精度高于多项式的二次和四次响应面模型,四次响应面模型的拟合精度次之;但是Kriging法响应面模型拟合曲面没有多项式响应面模型的光滑,其原因是Kriging模型采用的局部插值方法虽能提高模型拟合精度、却不利于降低模型拟合过程中的数字噪声;整车车体碰撞仿真表明,承载吸能结构优化后的整车车体具有更好的耐撞性能。
谢素超田红旗
关键词:铁道车辆结构优化遗传算法
薄壁结构吸能预测的多元非线性回归分析被引量:16
2010年
为了研究试验参数对薄壁金属结构吸能特性的影响规律,预测和分析这一类型的薄壁结构吸能特性,针对轴向冲击载荷作用下薄壁结构动态响应的非线性特性,以数值模拟为基础,建立了结构吸能特性参数与试验参数之间的多元二次非线性回归模型,编制了Gauss-Newton迭代算法程序对该非线性回归模型参数进行求解.以方形薄壁结构为例,得到了比吸能E_s,有效撞击力AE和有效撞击行程SE分别与试验参数之间的非线性拟合数学方程,最后使用该二次非线性回归模型对这一类型的方形薄壁结构在轴向冲击载荷作用下的吸能特性进行预测.结果表明:方形薄壁结构各项吸能特性参数的回归值与试验值的相对误差控制在±6.0%以内,比吸能E_s、有效撞击力AE和有效撞击行程SE的相对预测误差平均值分别为0.683%、4.604%和3.392%,说明该模型预测精度比较理想.
谢素超高广军
关键词:薄壁结构数值模拟
板梁偏心连接结构有限元分析被引量:11
2006年
为了合理处理列车车体结构分析中典型的板梁偏心连接问题,分别基于罚单元法和La-grange乘子法构造了板梁组合结构模型,将组合结构中相关节点对之间通过偏心关系建立的约束方程引入到平衡方程中,解决了梁单元因偏心连接而对组合结构总体刚度矩阵的贡献问题,并编制了求解板梁组合结构静强度计算问题的有限元程序。实例计算表明不但两种计算方法的计算结果吻合,而且其计算结果均与有限元分析软件ANSYS 9.0计算结果接近,位移误差在1%以内,应力误差在2%以内,分析表明二者均是处理板梁偏心连接组合结构的有效方法。
谢素超田红旗姚松
关键词:车辆工程LAGRANGE乘子法有限元程序
轨道车辆切削式吸能过程仿真被引量:10
2010年
利用金属切削过程吸收能量的原理,在金属切削研究和轨道车辆吸能研究的交叉领域内,提出一种利用切屑生成过程进行吸能并用于轨道车辆被动安全的新型切削式吸能装置。根据非线性动态模拟理论,利用显式有限元软件ANSYS/LS-DYNA对该切削式吸能装置的吸能过程进行三维仿真,得到该装置在撞击过程中能量吸收和切削力的时程曲线。研究结果表明:与现有吸能装置相比,切削式吸能装置可以在更短的时间内吸收撞击能量,而且吸能能力更强;切削式吸能装置具有更强的降低撞击力峰值的能力,而且撞击力到达第1个峰值的时间也有所延迟。
常宁刘国伟
关键词:轨道车辆吸能装置
显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用被引量:35
2003年
基于连续介质理论 ,通过建立车辆碰撞的控制方程 ,在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的“弱积分”形式。通过空间和时间的显式离散 ,得到了车辆碰撞的有限元方程。采用动力显式积分方法 ,使位移计算显式化 ,避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题 ,并讨论了薄板单元的 Courant稳定性条件。提出了“端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能”的耐冲击结构设计的思路 ,并对算例进行了数值模拟。结果表明 ,该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的 ,显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一 ,但是需要进行部分撞击试验 。
姚松田红旗高广军
关键词:显式有限元法铁路车辆耐撞性非线性车辆碰撞安全技术
DKQ弯曲单元的构造及应用被引量:4
2006年
为了研究复杂载荷作用下薄板结构的受力,基于离散Kirchhoff原理,推导了三角形弯曲薄板单元的应变矩阵、刚度矩阵中的显式面积坐标积分方法,根据变分原理构造了任意四边形弯曲单元DKQ,引入对称及反对称畸变模式进行网格畸变敏感性分析,将DKQ弯曲单元与平面应力单元组合,得到了用于薄板分析的四边形平板单元,并编制了有限元分析程序。计算结果表明:相对偏移量从-0.18变化至0.18,反对称畸变模式下挠度最大误差为1.83%,而对称畸变模式下挠度最大误差为0.99%;对某地铁车体结构,计算结果与ANSYS结果误差在3.5%之内,这说明构造的DKQ弯曲单元对网格畸变不敏感,具备良好的位移解收敛性和计算精度。
姚松田红旗
关键词:车辆工程有限元
基于Kriging法的铁道车辆客室结构优化被引量:17
2012年
为解决铁道车辆客室空间尺寸和内部部件接触刚度优化配置问题,实现客室结构多目标多参数优化设计,以座椅-桌子结构和座椅-座椅结构2种模型为例,基于Kriging算法构造了目标参数(乘员头部性能指标CHI15,CHI36和胸部性能指标CT3ms)关于设计变量(小桌高度h、小桌与座椅距离l1、座椅间距l2、桌子接触刚度k1和座椅接触刚度k2)的代理模型,分别得到目标参数随设计参数变化的响应曲面,并采用遗传算法对建立的目标参数代理模型进行整体寻优,得到2种结构模型的最优参数配置。分析结果表明:各代理模型的遗传算法寻优结果与数值计算的模拟结果吻合较好,误差范围为-5.94%-2.23%,说明基于Kriging代理模型和遗传算法的优化结果是可靠的。研究结果可用于指导铁道车辆客室结构的布置。
谢素超周辉
关键词:铁道车辆遗传算法
基于显式有限元的薄壁结构吸能特性预测被引量:6
2010年
为了探讨轴向载荷冲击作用下试验参数对薄壁结构吸能特性的影响规律,预测和分析某一类型的薄壁结构吸能特性,基于显式有限元技术建立了这一类型薄壁结构的BP人工神经网络吸能特性预测模型。以方形薄壁结构为例,通过改变结构质量、冲击速度、横截面尺寸、壁厚等影响结构吸能特性的因素对这一类型的薄壁结构进行了大量的数值试验,获得不同试验条件下的结构吸能特性参数,然后建立了这一类型薄壁结构的吸能特性预测模型,并进行自主训练学习,当训练步数为2035时,网络模型达到误差要求。结果表明:该BP神经网络模型的输出样本与目标值十分接近,比吸能误差值为-2.53%,有效撞击力误差值为4.67%,有效撞击行程误差值为-3.90%,说明该模型具有较好的精度。
谢素超田红旗周辉
关键词:薄壁结构BP神经网络吸能特性
Energy-absorption forecast of thin-walled structure by GA-BP hybrid algorithm被引量:7
2013年
In order to analyze the influence rule of experimental parameters on the energy-absorption characteristics and effectively forecast energy-absorption characteristic of thin-walled structure, the forecast model of GA-BP hybrid algorithm was presented by unifing respective applicability of back-propagation artificial neural network (BP-ANN) and genetic algorithm (GA). The detailed process was as follows. Firstly, the GA trained the best weights and thresholds as the initial values of BP-ANN to initialize the neural network. Then, the BP-ANN after initialization was trained until the errors converged to the required precision. Finally, the network model, which met the requirements after being examined by the test samples, was applied to energy-absorption forecast of thin-walled cylindrical structure impacting. After example analysis, the GA-BP network model was trained until getting the desired network error only by 46 steps, while the single BP-ANN model achieved the same network error by 992 steps, which obviously shows that the GA-BP hybrid algorithm has faster convergence rate. The average relative forecast error (A RE ) of the S EA predictive results obtained by GA-BP hybrid algorithm is 1.543%, while the A RE of the S EA predictive results obtained by BP-ANN is 2.950%, which clearly indicates that the forecast precision of the GA-BP hybrid algorithm is higher than that of the BP-ANN.
谢素超周辉赵俊杰章易程
关键词:薄壁结构BP神经网络模型神经网络预测收敛速度
车辆吸能部件的碰撞试验与数值仿真被引量:38
2008年
为了设计某列车耐撞性车体,实现列车被动安全保护,进行了台车碰撞试验和数值仿真计算,研究了耐撞性车体吸能部件的吸能特性。在台车撞击试验过程中,吸能部件从预期部位开始发生稳定有序的塑性变形,吸收的冲击动能与最大变形量基本成正比关系,说明该部件具有良好的吸能效果。并在此基础上,应用显式动力有限元理论建立了其有限元撞击模型,进行了数值仿真计算。相关性分析结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,在整个撞击过程中,撞击力曲线基本吻合,最大撞击力峰值分别为2486·3、2423·1kN,最大变形量误差和初始撞击力峰值误差都小于3%,反弹速度误差小于4%。显然,利用撞击试验验证了数值计算的有效性和可靠性,利用数值计算设计和优化车辆吸能部件是可行的。
谢素超田红旗姚松
关键词:车辆工程耐撞性吸能部件数值仿真
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