第四章 汽车制动性 第四节 制动力分配 一、制动力分配要求 根据制动稳定性的要求，前轮的附着率应大于后轮，即b1b2j j >，也就是说μ1 1μ22Z Z F F F F >制动方向稳定性的极限条件为： g g 210μ12g 1g g 1μ221g 20Z Z Z Z h h l F mg z z F l h z F l l l h h l F F l h z F mg z z l l l +++====--- (4-16)式中：μ1F 、μ2F —前、后轮的理想制动力。 又由式(4-14)，得： μ2μ1F F z mg mg =- (4-17) 当给定一个μ1 F mg 值，即可从式(4-16)和(4-17)求出z 值和μ2 F mg 值，这样就可得出如图4- 16所示制动方向稳定性极限曲线。制动力处于该曲线上时，可使车辆制动距离最短，是理想的前后制动器制动力分配曲线，称为I 线。欧洲制动法规规定，轿车在0.150.8z ??范围内应满足b1b2j j >的要求。只要车辆制动力分配处于I 线下方，就可保证前轮先抱死，使车辆处于制动稳定状态。
图4-16 稳定性界限（I 曲线）和最大制动距离界限 为使制动距离不至于过长，上述法规又要求满足： p 0.10.85(0.2)z j ?+- (4-18) 因为在I 线下方，前轮先达到峰值附着率，这时前轴制动力为： 21p ()g h l F mg z l l m j =+ (4-19)给定p j 值，即可从式(4-18)求出z 取值范围，由式(4-19)得到μ1 F mg 的范围，随即从式(4- 17)求得μ2 F mg 的范围，这样可在图4-16上画出制动距离允许的极限曲线。 车辆前后轴制动力分配不得超越上述两条极限曲线。对于前后轴制动力定比分配的车辆，有： μ2 μμ2μ1F k F F =+； μ2μμ1μ1F k F mg k mg =- (4-20)式中：μk 为常数，是前后轴制动力的分配比。
第二章路基土的特性及设计参数 小组讨论 讨论一：路基工作区计算时荷载应力有两种计算方法：1）用简化布辛尼斯克公式进行计算；2）用层状体系计算软件计算，请结合习题7和8讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。 答：荷载大小对工作区深度的影响：由工作区深度计算公式可知：Za=√(3&KnP/γ)。荷载大小与工作区深度成正比。因此荷载越大，工作区深度越深。 不同路面结构对工作区深度的影响：路面结构的强度和模量远大于路基土，路面材料的容量也不同于路基土。路面结构的存在，使轮载传递到路基顶面的附加应力显著减小。因为路面结构和一定厚度的路基共同承担车辆荷载，路面结构与路基工作区组成了道路的工作区，也就是工作区深度=路面结构厚度+路基工作区深度。因此路面结构的厚度越大，道路工作区的深度也就越小。 应力计算方法对工作区深度的影响：（1）路基工作区深度的计算，布辛尼斯克公式与层状体系理论程序计算结果相差较多，轴重100KN时，n=5相差为；n=10相差为；轴重120KN时，n=5相差为；n=10相差为。（2）根据“公路低路堤设计指南”提出的情况，布辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度过小，而层状体系理论程序所得的比辛尼斯克修正公式所得的
路基工作区深度为大。（3）根据“公路低路堤设计指南”规定n=10，在采用层状体系理论公式后，采用n=5或n=10为宜，尚需再论证。 讨论二：请讨论路基顶面综合模量E和路基反应模量K的意义和在路面设计中的作用，如何结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K。 答：路基顶面综合模量E：即路基回弹模量。用路基回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力，因而可以应用弹性立论公式描述荷载与变形之间的关系。以回弹模量作为表征土基承载能力的参数，可以在以弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。 路基反应模量K：使用温克勒（E. Winkler）低级模型描述土基工作状态时，用路基反应模量K表征路基的承载力。温克勒地基又称为稠密液体地基。路基反应模量K相当于该液体的相对密度，路面板受到的路基反力相当于液体产生的浮力。 结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K： 1、快速路和主干路路基顶面设计回弹模量值不应小于30MPa；次干路和支路不应小于20MPa；当不满足上述要求时，应采取措施提高回弹模量。 2、路基设计中，应充分考虑道路运行中的各种不利因素，采取措施减小路基回弹模量的变异性，保证其持久性。 3、道路路基应处于干燥或中湿状态；对潮湿或过湿路基，必须采取措施
分数阶非线性系统动力学特性及其图像处理应用研究 非线性动力学在自然学科、社会学科、工程技术等诸多领域有着广泛的应用。而将非线性动力学理论引入图像处理领域,是非线性动力学理论应用的新思路,也是图像处理的新手段。 本文以分数阶非线性动力学和同步控制为理论基础,研究分析了新的非线性动力学特性,探索其与图像处理领域的契合点,在此基础上构建基于非线性动力学特性的图像处理模型。新模型的构建拓宽了非线性理论的应用领域,可为人脑感知系统的内部机制提供新的解释和预测,在图像处理领域和神经动力学方面都具有较好的理论意义和应用前景。 本文的主要工作及创新点包括以下几个方面:(1)基于分数阶蔡氏系统和变形蔡氏系统,构建了复分数阶(时滞)蔡氏系统和分数阶复变形蔡氏系统,利用相图、分岔图、最大Lyapunov指数等定性和定量的手段对两类复系统的动力学行为进行了分析讨论。首先将分数阶微积分定义扩展到复数阶,得到复数阶微积分定义的计算方法,并将其用于复分数阶(时滞)蔡氏系统的仿真。 对于分数阶复变形蔡氏电路系统的研究是将复系统转化为6变量的实系统实现的。在对两类系统的动力学行为分析中,通过改变系统阶次,观察到不同周期窗口、分岔、单涡卷等丰富的动力学行为。 最后讨论了两类复系统动力学行为的异同点及分数阶系统的动力学行为与构建图像处理模型之间的关系。(2)基于分数阶系统稳定性分析理论,研究了分数阶Relaxation振子对于不同外部刺激的稳定域和振荡域,结合相图、分岔图分析得到其产生的振荡为节律振荡;利用节律振荡特性构建图像增强模型,并用实验验证了新模型在图像增强方面的有效性。
首先利用分数阶稳定性理论分析分数阶Relaxation振子在不同外部刺激时其平衡点的稳定性,进而分析其对应的相图、分岔图,确定使分数阶Relaxation 振子产生节律振荡的外部刺激的范围。根据不同外部刺激使系统产生节律振荡的特性,构建了类Gamma曲线(QGC)。 将QGC和其相近模型进行比较,量化指标和直观效果均验证了我们所提模型在图像增强方面有较好的性能。另外,此模型模拟的增强机制也可能是人类视觉系统实现自动适应外界光线条件的机制。 (3)基于分数阶混沌系统的主动控制方法和分时同步策略,实现了单个分数 阶系统与多个分数阶复杂子网络的分时相同步。利用该方案构建了含中枢单元的两层图像目标选择模型,并用实验验证了该模型的可行性。 引入分数阶主动控制策略和分时同步思想,通过线性关系将子网络转化为混合系统,实现了单个混沌系统与子网络(混合系统)间的分时相同步。然后利用该方案构建包括中枢单元和分割单元两层的目标选择模型。 分割层是由相互耦合的分数阶神经元组成,通过相同步实现不同目标物的分割。中枢单元由一个振子构成,通过分时主动控制策略在不同时段与代表不同目标物的混合系统达到相同步,实现目标的选择与转移。 另外,此模型也是对人类视觉系统中目标物选择和转移机制一个很好的解释。 (4)基于分数阶系统的稳定性理论,实现了1+N分数阶复变量节点的复杂网络不 同系数的函数投影同步方案。 将此函数投影同步方案用于构建图像分形特征的识别模型,仿真结果验证了该模型的可行性。首先,构建了1+N节点(复混沌系统)驱动响应复杂网络模型。 根据分数阶系统稳定性理论,设计合理的控制器,实现了分数阶1+N节点复
土基的受力与强度 1、路基的受力 1.1路基的受力 路基在工作过程中，同时受到由路面上传递下来的车辆荷载，以及路基和路面的自重作用，图2-4-1为土质路基受力时，不同深度Z 范围内的应力分布图。 图2-4-1土基中沿深度的应力分布示意图 1σ为为车辆荷载引起的应力； 2σ为为土基自重引起的应力； 3σ为为应力之和 其中，1σ为车轮荷载在土基内部任一点产生的竖向压应力，把车轮荷载简化为集中荷载时，1σ可按布辛奈斯克（J.Boussinesq ）公式进行计算，即： 25221231??????????? ??+?=Z r Z P πσ 为使用方便，上式可简化为：2 1Z P K ? =σ 式中P 为车辆荷载，kN ；
Z 为荷载下的垂直深度，m ； K 为为应力系数，252123 ??????????? ??+=Z r K π 土基自重引起的压应力σ用下式计算：Z r ?=2σ 式中：γ为为土的容重，kN/m3。 因此，土基中任一点受到的竖向压应力σZ 为：rZ Z P K z +? =+=221σσσ 1.2、路基工作区 可见，车辆荷载产生的垂直应力1σ随深度的增加而减小，自重应力1σ则随深度的增加而增大，因此，车轮荷载在土基中产生的应力1σ与土基自重应力之比1σ/2σ亦随之急剧变小。 2、土基的强度指标 土基是路面结构的支承体，车轮荷载通过路面传到土基。因此土基的强度和变形特性对路面结构的整体强度和刚度有很大影响。在路面结构的总变形中，土基的变形占很大部分，约为70％?95％。路面结构的破坏，除其本身原因外，也主要由于土基过大变形所引起。因此，研宄土基的强度和变形特性对路面设计具有重要意义。 2.1土基的应力为为应变特性 在一定应力范围内，理想线弹性体的应力与应变关系呈线性特性。当应力消失时，应变亦随之消失，恢复到初始状态。由于路基土的内部结构非常复杂，包括固相、液相和气相。固相又由不同矿物成分、不同粒径的颗粒组成。因此路基土在应力作用下的变形特性同理想线弹性材料有很大区别。 图2-4-2是用压入承载板试验所得的土基竖向变形I 与压力p 之间的关系曲线，图中的曲线变化大致可分3个阶段。 I 阶段为为弹性变形阶段在此阶段内，卸载后，变形可以恢复，土基受到弹性压缩，应力与应变的关系曲线呈近似直线。 II 阶段为为塑性变形阶段在此阶段内，外力增大，变形发展较快，卸载后，变形不能完全恢复。其中，能够恢复的变形，叫弹性变形；不能恢复的变形，叫塑性变形（或残余变形）。在此阶段范围内，应力应变关系曲线呈曲线。
电子制动力分配系统( EBD/EBV) 第一节概述 EBD即Electronic Brake - force Distribution的英文简称，其含义是电子制动力分配系统。当汽车制动时产生汽车重心的移动，为了发挥最佳制动效果，各车轮根据载重需要有效的分配制动力。前后轮同时抱死的制动力分配叫做理想制动力分配。 当车轮抱死滑移时，车轮与路面间的侧向附着力完全消失。如果只是前轮（转向轮）制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力；如 果只是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到侧 向干扰力，汽车也 将产生侧滑（甩尾）现象。这些都极易造成严重的交 通事故。 为了避免此类现象的发生，根据重心的移动需要自动 分配每个轮的制动力。在一些车型中采用机械式分配阀 ( Proportionig V alve)又叫P阀来完成这个作用。P阀是 为了在急制动时提高前后轮的制动均衡力，在发生高压 时，减少后轮制动油压上升速度。但机械式分配阀不能实 现理想的制动力分配，它在轻微制动时不起作用。理想制 动力控制曲线如图7-1所示。 一、EBD/EBV系统作用 电子制动力分配系统( EBD)主要作用有： （1）紧急制动时，防止因后轮先被抱死造成汽车滑动及甩尾。 （2）取代P阀（又称比例阀）的功能，比机械式分配阀提高后轮制动力，缩短制动距离。 （3）可分别控制四轮的制动。 （4）确保ABS工作时的制动安全性。 （5）实现后轮制动压力左右独立控制，确保转向制动时的安全性。 （6）提高后轮的制动效果，减少前轮制动摩擦片的磨损量及温度的上升，一般轿车把前、后轮制动力比例分配在约30:70。 二、制动力分配 1.前后轮制动力分配 因前后轮荷重不同，所需的制动力不同，在车辆后部无负荷时，适当增大车辆前轮的制动力．如图7-2所示，随着车辆后部的负荷重量加大时，就要加大后轮的制动力。
前后轮制动力分配的调节装置 一、概述 1．目的 如本章第一节所述，最大制动力f bmax，受轮胎与地面之间附着力fψ的限制。即： f ≤fψ=gψ bma x 当f b一旦等于fψ后，车轮便停止转动被“抱死”，而在地面上滑拖。制动管路中的工作压力再增大，也不可能使制动力f b增加。车轮一旦抱死便会失去抗侧滑的能力。如前轮抱死时，会使汽车失去方向操纵性，无法转向；如后轮抱死而前轮滚动时，会使汽车失去方向稳定性，丧失了对侧向力的抵抗能力而侧滑(甩尾)，造成极为严重的恶果。可见，后轮抱死的危险性远大于前轮。因此，要使汽车既能得到尽可能大的制动力，又能保持行驶方向的操纵性和稳定性(不失控、不甩尾)，即最佳制动状态，就必须使汽车前后轮同时达到“抱死”的边缘。其同步条件是：前后车轮制动力之比等于前后车轮对路面垂直载荷之比。 但是，随着装载量不同和汽车制动时减速度所引起载荷的转移不同，汽车前后车轮的实际垂直载荷比是变化的。因此，要满足最佳制动状态的条件，汽车前后轮制动力的比例也应是变化的。 2．前后轮制动管路压力分配特性曲线 (1)无制动力调节装置的汽车，其前后车轮控制管路的工作压力p1、p2基本是相等的，其压力比p2/ p1永远等于1(如图20-71虚线所示)。这就使得不论前后车轮制动器的型式、尺寸如何不同，但制动力的分配比例却永远是个常数，不可能使汽车在各种条件下都能获得最佳的制动状态。
图20-71 理想的前后轮制动管路压力分配特性曲线 p1-前轮制动管路中的压力；p2-后轮制动管路中的压力；c-质心 (2)理想的前后轮制动管路压力分配特性曲线如图20-71实线所示。由于汽车满载较空载时质心c后移，p2应相应增加，故其曲线较空载曲线上移。又因制动强度的增加(即工作压力p的增加)，质心向前转移程度的增加，压力比p2/ p1应相应减小(小于1)，故随压力p1的增加，曲线变得平缓。 为满足上述理想特性的要求，在一些汽车上采用了各种制动力调节装置，来调节前后车轮制动管路中的工作压力。常用的有限压阀、比例阀和感载比例阀。 二、液压式限压阀 1.安装位置 限压阀是一种最简单的压力调节阀，串联在制动主缸与后轮制动器的管路之间。 2.作用 它的作用是当前后制动管路压力p1和p2由零同步增长到一定值后，即自动将后轮制动器管路中的液压限定在该值不变，防止后轮抱死。
海洋技术 第28卷 1引言 自从上世纪90年代以来，海洋生态方面的研究日趋活跃，海洋生态系统动力学模型的研究成为本领域内的一个重要方向。本文通过参阅国内外大量相关学术资料，建立了新的海洋生态经济系统动力学模型，并运用非线性动力学理论分析了此模型。 2主要内容 2.1 模型介绍 考虑营养盐、自养浮游植物和食植鱼类相互作用关系，并添加人为经济因素对该体系的影响，建立了三者的新模型。 参考NPZ 模型[1]，将浮游动物换为食植鱼类；在营养盐方程中，忽略浮游植物和食植鱼类的死亡以及食植鱼类取食浮游植物过程中非同化的浮游植物部分向营养盐的转化，加入外界污染对其的影响；在食植鱼类方程中加入捕捞项，建立模型如下： （1 ）式中：N 为营养盐浓度；P 为浮游植物浓度；Z 为食植鱼类浓度；a 为浮游植物生长率；k N 为吸收营养盐的半饱和参 数；e 为污染强度；R m 为食植鱼类的最大摄食率；λZ 为食植鱼类摄食半饱和系数；εP 为浮游植物死亡率；εZ 为食植鱼类死亡率；γ为食植鱼类的营养转化率；h 为人类对食植鱼类的捕捞率。 模型中浮游动物对浮游植物的摄食采用Ivlev 公式[2]：参数 h 是本文着重讨论的分岔参数。并且其它各参数的默认取值如表1所示： 表1 参数意义及其取值范围[3~4] 2.2系统稳定性及分岔分析 根据模型方程的基本特征，注意到食物链模型中各元素的物理意义及在实际发生过程中相互影响、耦合。我们考虑运用Lyapunov 运动稳定性理论[5]来判断变量各状态的稳定 性。 首先求所建模型方程的平衡点，令方程（1）的左端为零，即： （2） 海洋生态系统非线性动力学研究 王洪礼，董占琢 （天津大学机械工程学院，天津300072） 摘 要：海洋生态经济系统非线性动力学模型的建立及分析，对我国海洋生态经济发展乃至社会经济的发展都具 有重要意义。建立了新的海洋生态经济系统动力学模型，研究了模型的稳定性和分岔现象，揭示了该系统的非线性动力学特性。 关键词：海洋生态经济系统；非线性；稳定性；分岔中图分类号：X82 文献标识码：A 文章编号：1003-2029（2009）01-0050-05 第28卷第1期2009年3月海洋技术OCEAN TECHNOLOGY Vol.28，No.1Mar ，2009收稿日期：2008-09-22 基金项目：国家自然科学基金资助项目（10772132）；博士点基金资 助项目（20070056063） 作者简介:王洪礼（1945-），女，河北沧县人，天津大学教授，博生导 师。 符号 意义 默认取值 a 浮游植物的生长率 0.2k N 吸收营养盐的半饱和参数0.05Rm 食植鱼类的最大摄食率0.6γ 食植鱼类的营养转化率0.9λZ 食植鱼类摄食的半饱和系数 0.035εP 藻类的死亡率0.005εZ 食植鱼类死亡率 0.005
非线性振动的研究包括理论分析方法和数值分析方法。其中理论分析方法有是沿着两个方向发展，第一是定性方法，第二是定量方法，也称为解析法。 定性方法是对方程解的存在性、唯一性、周期性和稳定性等的研究；定量方法是对方程解的具体表达形式、数量大小和解的数目等的研究。数值方法目前已广泛用于计算非线性振动系统，是一种求解非线性方程的有效方法。 本文在查询相关文献的基础上，对非线性振动理论的分析方法最新研究成果做简要概括和分析比较。 1、平均法 平均法是求解非线性振动最常见和最实用的近似方法之一。其基本思想是设待解微分方程与派生方程具有相同形式的解，只是振幅和相位随时间缓慢变化。将振幅和相位的导数用一个周期的平均值替代，得到平均化方程，求解平均化方程，得到振幅和相位的表达式，从而求解出原方程的近似解析解。 1.1利用平均法分析多自由度非线性振动 平均法主要是用在单自由度非线性振动的分析中，是一种求近似解的方法，虽然精度较低，但可避免繁琐的中间运算，具有便于应用的突出优点。将其推广的到多自由度系统，导出了平均化方程，由此能够得到多自由度非线性振动的幅频特性。 1.2用改进平均法求解自由衰减振动 用平均法求解自由衰减振动方程时，无论是线性阻尼还是平方阻尼，
在阻尼常量很小的情况下，平均法解均有较高的精度。但随阻尼常量的增加，阻尼对振动周期的影响已不能忽略，此时平均法解的结果与实际振动情况有了明显的偏离，需要改进。改进平均法是将待解微分方程的圆频率与派生方程圆频率的差异函数表示为阻尼系数的多项式。 2、FFT多谐波平衡法分析非线性系统 非线性动力系统的响应可能含有几个主导频率，且有可能与激振频率不成倍数关系。现有的单一谐波法和多谐波法仅限于系统响应主导频率为激振频率的非线性系统，因此在某些情况下使用单一谐波法或多谐波法研究非线性系统动力学特性是不可靠的，而基于快速傅立叶变换（FFT）和主导频率的 FFT 多谐波平衡法能够依据所有的主导频率构筑多谐波平衡方程，因此其解析解精确度高，并能广泛适用于单倍周期、多倍周期、与初始条件有关的多解性及拟周期响应等典型的非线性特征响应。 3、等效小参数法求解强非线性系统 等效小参量法是将谐波平衡法和扰动法相结合用于求高阶非线性系 统近似解的一种比较有效的方法，这种方法不仅适用于弱非线性系统，而且适用于强非线性系统，其近似解能较好地反映系统特性。在求解弱非线性系统时，扰动法和等效小参量法均具有较高的精确度，但对于强非线性系统，等效小参量法表现出较明显的优势。 参考文献： 【1】王海期.非线性振动.高等教育出版社.1992
第一章概论 第二节路基路面工程的特点与性能要求 一、路基路面工程的特点 路基：路基是在天然地表面按照道路的设计线性和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物 路面：路面是在路基顶面用各种筑路材料铺设的层状结构物。 二、路基路面工程的性能要求 承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、路面抗滑性 第三节路基路面结构及层位功能 一、路基横断面 填方路基结构0~30cm范围称为路床，30～80cm称为下路床，80~150cm称为上路堤，150cm以下称为下路堤。 二、路面横断面 槽式横断面、全铺式横断面 四、路面结构分层及层位功能 面层、基层、路基。 面层：沥青面层材料主要考虑抗车辙和抗剪切 基层：基层是是路面结构中的承重层，应具有一定的强度和刚度，并具有良好的抵抗疲劳破坏的能力 垫层：水稳定性和隔温性能要好 五、路面面层类型及适用范围 沥青混凝土路面：高速公路、一级公路~四级公路 水泥混凝土路面：高速公路、一级公路~四级公路 六、路面分类 按面层材料区分：水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面 按力学特性区分：柔性路面（沥青混凝土路面）、复合式路面、刚性路面 按基层材料类型及组合形式的不同，可将沥青混凝土路面划分为：柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面、复合式路面（刚性基层沥青路面） 第四节路基路面结构的影响因素 一、路基路面稳定性影响因素 地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别
二、路基路面工程的环境因素 路基土和路面材料的体积随路基路面结构内温度和湿度的升降而引起膨胀和收缩 保持路基干燥的主要方法是设置良好的地面排水设施和路面结构排水设施 路基路面结构的强度、刚度、及稳定性，在很大程度上取决于路基的湿度变化 第五节公路自然区划 区划的三个原则：道路工程特征相似的原则、地表气候区划差异性的原则、自然气候因素既有综合又有主导作用的原则 一、一级区划的主要指标 “公路自然区划”分三级进行区划，一级区划是首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻土三大地带，然后根据水热平衡和地理位置，划分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖和高寒七个大区。 二、二级划分的主要指标 潮湿系数K 第二章路基土的特性及设计参数 第一节路基土的分类及工程特性 一、路基土的分类 巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土。 土的颗粒组成特征用不同粒径粒组在土中的百分含量表示 二、路基土的工程性质 巨粒土：良好的路基材料，亦可用于砌筑边坡 砾石混合料：填筑路基、铺筑中级路面，适当处理后可以铺筑高级路面的基层、底基层砂性土：理想的路基填筑材料 粉性土：不良公路用土 黏性土：筑成的路基能获得稳定 三、路基填料的选择 漂石、卵石（巨粒土）与粗砾石：性能评定为优，施工性评定为中 土石混合料：性能评定为优，施工性评定为良 砾类土、砂类土：性能评定为优，施工性评定为优 粉质土：性能评定为差，施工评定为良 黏质土：性能评定为良，施工性评定为良 第二节路基水温状况及干湿类型 一、路基湿度的来源 大气降水、地面水、地下水、毛细水、水蒸气凝结水、薄膜移动水
百度文库- 让每个人平等地提升自我 本科生毕业论文（设计）题目：小型客车制动力分配比分析与优化 专业代码：机械设计制造及其自动化（080301）作者姓名：陈哲 学号： 39 单位：汽车与交通工程学院 指导教师：楚晓华 2012 年5 月20日
原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名：日期 指导教师签名：日期
摘要 汽车的制动性直接关系到交通安全。因此，改善汽车的制动性，成为了汽车设计制造和使用部门的重要任务。由于我国车辆种类繁多，为使本篇论文更有针对性，能够从一定程度上解决实际问题，所以只研究讨论了应用较为广泛的小型客车。 本文对汽车制动系统进行了全面的、系统的理论分析，在深入研究制动系统设计要求、制动性能的评价指标以及有关制动法规的基础上，在MATLAB环境下绘制了制动力分配曲线，通过对该曲线进一步研究分析，从而优化变量、设计确定目标函数、计算约束条件。 最后，本文结合小型客车实例对汽车制动力分配进行优化与制动性能计算，并最终得出结论。 关键词：小型客车，制动系统，制动力分配曲线
Abstract The car's braking is directly related to traffic safety. Therefore, to improve the braking of the car has become the automotive design and manufacturing and use of the important task of the department. A wide range of China's vehicle to make this paper more focused, to a certain extent to solve practical problems, so the only research and discussion is widely used mini-van. Automotive Brake Systems to conduct a comprehensive, systematic theoretical analysis, in-depth study of the braking system design requirements, evaluation of braking performance and brake regulations on the basis of the brake force distribution curve drawn in the MATLAB environment , further research and analysis of the curve, in order to optimize the variable, the design objective function to calculate the constraints. Finally, this paper minibuses instance to optimize the braking force distribution and brake performance computing, and finally concluded. Keywords: minivans, braking systems, brake-force distribution curve
非线性动力学 随着科学技术的发展，非线性问题出现在许多学科之中，传统的线性化方法已不能满足解决非线性问题的要求，非线性动力学也就由此产生。 非线性动力学联系到许多学科，如力学、数学、物理学、化学，甚至某些社会科学等。非线性动力学的三个主要方面：分叉、混沌和孤立子。事实上，这不是三个孤立的方面。混沌是一种分叉过程，孤立子有时也可以和同宿轨或异宿轨相联系，同宿轨和异宿轨是分叉研究中的两种主要对象。 经过多年的发展，非线性动力学已发展出了许多分支。如分叉、混沌、孤立子和符号动力学等。然而，不同的分支之间又不是完全孤立的。非线性动力学问题的解析解是很难求出的。因此，直接分析非线性动力学问题解的行为(尤其是长时期行为)成为研究非线性动力学问题的一种必然手段。 *混沌理论是谁提出的？ 混沌理论，是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论，是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。 美国数学家约克与他的研究生李天岩在1975年的论文“周期3则乱七八糟(Chaos)”中首先引入了“混沌”这个名称。 美国气象学家洛伦茨在2O世纪6O年代初研究天气预报中大气流动问题时，揭示出混沌现象具有不可预言性和对初始条件的极端敏感依赖性这两个基本特点，同时他还发现表面上看起来杂乱无章的混沌，仍然有某种条理性。 1971年法国科学家罗尔和托根斯从数学观点提出纳维-斯托克司方程出现湍流解的机制，揭示了准周期进入湍流的道路，首次揭示了相空间中存在奇异吸引子，这是现代科学最有力的发现之一。 1976年美国生物学家梅在对季节性繁殖的昆虫的年虫口的模拟研究中首次揭示了通过倍周期分岔达到混沌这一途径。 1978年，美国物理学家费根鲍姆重新对梅的虫口模型进行计算机数值实验时，发现了称之为费根鲍姆常数的两个常数。这就引起了数学物理界的广泛关注。 与此同时，曼德尔布罗特用分形几何来描述一大类复杂无规则的几何对象，使奇异吸引子具有分数维，推进了混沌理论的研究。20世纪70年代后期科学家们在许多确定性系统中发现混沌现象。作为一门学科的混沌学目前正处在研讨之中，未形成一个完整的成熟理论。 *混沌的理论 要弄明白不可预言性如何可以与确定论相调和，可以来看看一个比整个宇宙次要得多的系统——水龙头滴下的水滴。这是一个确定性系统，原则上流入水龙头中的水的流量是平稳、均匀的，水流出时发生的情况完全由流体运动定律规定。但一个简单而有效的实验证明，这一显然确定性的系统可以产生不可预言的行为。这使我们产生某种数学的“横向思维”，它向我们解释了为什么此种怪事是可能的。 假如你很小心地打开水龙头，等上几秒钟，待流速稳定下来，通常会产生一系列规则的水滴，这些水滴以规则的节律、相同的时间间隔落下。很难找到比这更可预言的东西了。但假如你缓缓打开水龙头，使水流量增大，并调节水龙头，使一连串水滴以很不规则的方式滴落，这种滴落方式似乎是随机的。只要做几次实验就会成功。实验时均匀地转动水龙头，别把龙头开大到让水成了不间断的水流，你需要的是中速滴流。如果你调节得合适，就可以在好多分钟内听不出任何明显的模式出现。 １９７８年，加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的一群年青的研究生组成了一个研究动力学系统的小组。他们开始考虑水滴系统的时候，就认识到它并不像表现出来的那样毫无规则。他们用话筒记录水滴的声音，分析每一滴水与下一滴水之间的间隔序列。他们所发现的是短期的可预言性。要是我告诉你３个相继水滴的滴落时刻，你会预言下一滴水何时落下。例如，假如水滴之间最近３个间隔是０.６３秒、１.１７秒和０.４４秒，则你可以肯定下一滴水将在０.８２秒后落下这些数只是为了便于说明问题。事实上，如果你精确地知道头３滴水的滴落时刻，你就可以预言系统的全部未来。 # 那么，拉普拉斯为什么错了? 问题在于，我们永远不能精确地测量系统的初始状态。我们在任何
第31卷第2期 Vol.31 No.2 工 程 力 学 2014年 2 月 Feb. 2014 ENGINEERING MECHANICS 190 ——————————————— 收稿日期：2012-08-24；修改日期：2013-01-29 通讯作者：曹 晖(1969―)，男，四川内江市人，教授，博士，博导，从事结构抗震及结构健康监测研究(E-mail: caohui@https://www.doczj.com/doc/1d7799791.html,). 作者简介：郑 星(1986―)，男，湖北荆州市人，硕士生，从事结构健康监测研究(E-mail: zhengx_cqu@https://www.doczj.com/doc/1d7799791.html,)； 华建民(1974―)，男，河南商丘市人，副教授，博士，从事结构工程及施工技术研究(E-mail: hjm191@https://www.doczj.com/doc/1d7799791.html,)； 文章编号：1000-4750(2014)02-0190-05 基于非线性振动特性的预应力混凝土梁损伤识别 曹 晖1,2，郑 星1，华建民1,2，胡芝茂1 (1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学)，重庆 400045) 摘 要：对2根后张有粘结预应力混凝土简支梁分别进行单调加载和二级等幅值疲劳加载试验，在各级加载后对试验梁进行动测得到自由振动加速度信号，对加速度信号进行盲源分离并进行Hilbert 变换，得到各损伤状态下梁的频率-振幅曲线簇，分析其非线性振动特性随损伤状态的变化规律。结合裂缝开展情况和钢绞线的应力变化，探讨梁的非线性振动特性的变化与其损伤之间的关系。结果表明非线性振动特性适合于预应力混凝土梁的损伤 检测。 关键词：预应力混凝土梁；损伤检测；非线性动力特性；盲源分离；Hilbert 变换 中图分类号：TU311 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.08.0611 DAMAGE DETECTION OF PRESTRESSED CONCRETE BEAMS BASED ON NONLINEAR DYNAMIC CHARACTERISTICS CAO Hui 1,2 , ZHENG Xing 1 , HUA Jian-min 1,2 , HU Zhi-mao 1 (1. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China; 2. Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area (Chongqing University), Ministry of Education, Chongqing 400045, China) Abstract: Two post-tensioning tests for bond prestressed concrete beams were used to carry out a static test and a two-stage fatigue test respectively. Under each damage level, the beams were excited by a hammer and their acceleration signals of free vibration were recorded. Then the signals were processed by the blind source separation algorithm and Hilbert transform to obtain frequency-amplitude curves, from which the change of nonlinear dynamic characteristics of the beams with the damage level was analyzed. The strain of the prestressing strand and cracking of the beams under each damage level were utilized to investigate the relation between the change of the nonlinear dynamic characteristics and the damage of the beams. The results prove that the nonlinear dynamic characteristics can be used to detect the damage of prestressed concrete beams. Key words: prestressed concrete beam; damage detection; nonlinear dynamic characteristics; blind source separation; Hilbert transform 预应力混凝土结构在使用期间，由于荷载、疲劳、腐蚀、老化及其它环境条件等众多不利因素的影响，将不可避免地产生损伤积累，导致混凝土开裂、预应力损失，甚至破坏等事故。因此，在役预应力混凝土构件的工作性能评价，是当前结构健康 监测的一个重要方面。 当混凝土构件出现裂缝后，会产生呼吸裂缝效应[1]。所谓呼吸裂缝，即裂缝在振动中时张时合。振幅小的时候，裂缝闭合，此时结构刚度较大；振幅大的时候，裂缝张开，此时结构刚度变小。随着
即non-linear 是指输出输入既不是正比例也不是反比例的情形。如宇宙形成初的混沌状态。 自变量与变量之间不成线性关系，成曲线或抛物线关系或不能定量,这种关系叫非线性关系。 “线性”与“非线性”，常用于区别函数y = f (x)对自变量x的依赖关系。线性函数即一次函数，其图像为一条直线。其它函数则为非线性函数，其图像不是直线。 线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。如问：两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍？很容易想到的是两倍，可实际是 6－10倍！这就是非线性：1＋1不等于2。 非线性关系虽然千变万化，但还是具有某些不同于线性关系的共性。 线性关系是互不相干的独立关系，而非线性则是相互作用，而正是这种相互作用，使得整体不再是简单地等于部分之和，而可能出现不同于"线性叠加"的增益或亏损。 激光的生成就是非线性的！当外加电压较小时，激光器犹如普通电灯，光向四面八方散射；而当外加电压达到某一定值时，会突然出现一种全新现象：受激原子好像听到“向右看齐”的命令，发射出相位和方向都一致的单色光，就是激光。 迄今为止，对非线性的概念、非线性的性质，并没有清晰的、完整的认识，对其哲学意义也没有充分地开掘。 线性：从相互关联的两个角度来界定，其一：叠加原理成立；其二：物理变量间的函数关系是直线，变量间的变化率是恒量。 在明确了线性的含义后，相应地非线性概念就易于界定： 其—，“定义非线性算符N(φ)为对一些a、b或φ、ψ不满足L（aφ+bψ）=aL(φ)+bL(ψ)的算符”，即叠加原理不成立，这意味着φ与ψ间存在着耦合，对（aφ+bψ）的*作，等于分别对φ和ψ*作外，再加上对φ与ψ的交叉项(耦合项)的*作，或者φ、ψ是不连续(有突变或断裂)、不可微(有折点)的。 其二，作为等价的另—种表述，我们可以从另一个角度来理解非线性：在用于描述—个系统的一套确定的物理变量中，一个系统的—个变量最初的变化所造成的此变量或其它变量的相应变化是不成比例的，换言之，变量间的变化率不是恒量，函数的斜率在其定义域中有不存在或不相等的地方，概括地说，就是物理变量间的一级增量关系在变量的定义域内是不对称的。可以说，这种对称破缺是非线性关系的最基本的体现，也是非线性系统复杂性的根源。 对非线性概念的这两种表述实际上是等价的，其—叠加原理不成立必将导致其二物理变量关系不对称；反之，如果物理变量关系不对称，那么叠加原理将不成立。之所以采用了两种表述，是因为在不同的场合，对于不同的对象，两种表述有各自的方便之处，如前者对于考察系统中整体与部分的关系、微分方程的性质是方便的，后者对于考察特定的变量间的关系(包括变量的时间行为)将是方便的。 非线性的特点是：横断各个专业，渗透各个领域，几乎可以说是：“无处不在时时有。”确实如此。 非线性动力学随着科学技术的发展,非线性问题出现在许多学科之中.传统的线性化方法已不能满足解决非线性问题的要求.非线性动力学也就由此产生. 非线性动力学联系到许多学科,如力学.数学.物理学.化学,甚至某些社会科学等. 非线性动力学的三个主要方面：分叉.混沌和孤立子.事实上,这不是三个孤立的方面.混沌是一种分叉过程.孤立子有时也可以和同宿轨或异宿轨相联系,同宿轨和异宿轨是分叉研究中的两种主要对象. 经过
% *****************制动力分配计算************************ % 红色是需要修改注意的地方 %----------------------------------------------------------------- % START %----------------------------------------------------------------- % ------------------ % 理想制动力线参数 (请更改） % ------------------ %空载总质量-------------------------------M_Unladen M_Unladen = 2295; %满载总质量-------------------------------M_Laden M_Laden = 3220 ; %空载质心高度-------------------------------H_Unladen H_Unladen = 0.745 ; %满载质心高度-------------------------------H_Laden H_Laden = 0.865 ; %轴距--------------------------------------L L = 3.110 ; %空载质心到后轴距离---------------------------b_Unladen b_Unladen = 1.862 ; %满载质心到后轴距离---------------------------b_Laden b_Laden = 1.513 ; %--------------------------------------------g g=9.8; % ---------------- % 实际制动力参数 ( 请更改） % ----------------
三、问答题 1、半刚性基层材料的特点如何及其种类1）具有一定的抗拉强度和较强的板体性2）环境温度对半刚性材料强度的形成和发展有很大的影响3）强度和刚度随龄期增长4）半刚性材料的刚性大于柔性材料、小于刚性材料；5）半刚性材料的承载能力和分布荷载的能力大于柔性材料6）半刚性材料到达一定厚度后，增加厚度对结构承载能力提高不明显7）半刚性材料的垂直变形明显小于柔性材料8）半刚性材料易产生收缩裂缝。种类：水泥，石灰-粉煤灰等无机结合料稳定的集料或粒料。 2、简述边坡防护与加固的区别，并说明边坡防护有哪些类型及适应条件：防护主要是保护表面免受雨水冲刷，防止和延缓软弱岩层表面碎裂剥蚀，从而提高整体稳定性作用，不承受外力作用，而加固主要承受外力作用，保持结构物的稳定性。边坡防护：1）植物防护，以土质边坡为主2）工程防护，以石质路堑边坡为主。 3、试列出工业废渣的基本特性，通常使用的石灰稳定工业废渣材料有哪些：1水硬性2缓凝性3抗裂性好，抗磨性差4温度影响大5板体性通常用石灰稳定的废渣，主要有石灰粉煤灰类及其他废渣类等。 4、沥青路面产生车辙的原因是什么？如何采取措施减小车辙：车辙是路面的结构层及土基在行车荷载重复作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。路面的车辙同荷载应力大小、重复作用次数以及结构层和土基的性质有关。 5、试述我国水泥混凝土路面设计规范采用的设计理论、设计指标：我国刚性路面设计采用弹性半空间地基上弹性薄板理论，根据位移法有限元分析的结果，同时考虑荷载应力和温度应力综合作用产生的疲劳损害确定板厚，以疲劳开裂作为设计指标。 6、重力式挡土墙通常可能出现哪些破坏？稳定性验算主要有哪些项目？常见的破坏形式：1）沿基底滑动2）绕墙趾倾覆3）墙身被剪断4）基底应力过大，引起不均匀沉降而使墙身倾斜；稳定性验算项目：1抗滑2抗倾覆。 7、浸水路基设计时，应注意哪些问题？与一般路基相比，由于浸水路基存在水的压力，因而需进行渗透动水压的计算， 8、刚性路面设计中采用了哪两种地基假设？它们各自的物理意义是什么：有“K”地基和“E”地基，“K”地基是以地基反应模量“K”表征弹性地基，它假设地基任一点的反力仅同该点的挠度成正比，而与其它点无关；半无限地基以弹性模量E和泊松比μ表征的弹性地基，它把地基当成一各向同性的无限体， 9. 刚性路面设计主要采用哪两种地基假设，其物理概念有何不同？我国刚性路面设计采用什么理论与方法？有“K”地基和“E”地基，“K”地基是以地基反应模量“K”表征弹性地基，它假设地基任一点的反力仅同该点的挠度成正比，而与其它点无关，；半无限地基以弹性模量E和泊松比μ表征的弹性地基，它把地基当成一各向同性的无限体。我国刚性路面设计采用弹性半空间地基上弹性薄板理论，根据位移法有限元分析的结果，同时考虑荷载应力和温度应力综合作用产生的疲劳损害确定板厚。 10、简述沥青路面的损坏类型及产生的原因。损坏类型及产生原因：沉陷，主要原因是路基土的压缩；车辙，主要与荷载应力大小，重复作用次数，结构层材料侧向位移和土基的补充压实有关；疲劳开裂，和复应力的大小及路面环境有关；推移，车轮荷载引起的垂直，水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料抗剪强度；低温缩裂，由于材料的收缩限制而产生较大的拉应力，当它超过材料相应条件下的抗拉强度时产生开裂 11、砌石路基和挡土墙路基有何不同？砌石路基不承受其他荷载，亦不可承受墙背土压力，砌石路基适用于边坡防护；挡土墙支挡边坡，属于支挡结构。 12、边坡稳定性分析的力学方法有哪几种？各适合什么条件？方法有：直线法和圆弧法。直线法适用于砂土和砂性土圆弧法适用于粘性土。 13、简述道路工程中为何要进行排水系统设计？排水设计是为了保持路基处于干燥和中湿状态，维持路基路面的强度和刚度，使之处于稳定稳定状态。 15简述路基施工的基本方法有哪几类？施工前的准备工作主要包括哪三个方面？(1)人工及简易机械化，综合机械化，水利机械化，爆破方法（2组织准备，技术准备，物质准备 16．对路面有哪些基本要求？强度与刚度、平整度、抗滑性、耐久性、稳定性、少尘性 17. 路基防护工程与加固工程有何区别，试列举常用的防护措施？防护主要是保护表面免受雨水冲刷，防止和延缓软弱岩层表面碎裂剥蚀，从而提高整体稳定性作用，不承受外力作用，而加固主要承受外力作用，保持结构物的稳定性。常用得防护措施：种草，铺草皮，植树，砂浆抹面，勾缝，护面墙等。 18．简述半刚性基层材料的优、缺点。半刚性基层具有一定的板体性、刚度、扩散应力强，且具有一定的抗拉强度，抗疲劳性强度，具有良好的水稳性特点。它的缺点：1）不耐磨，不能作面层2）抗变形能力低，因干、温缩全开裂3）强度增长需要一定龄期。19．路基干湿类型分为哪几类，如何确定？干燥、中湿、潮湿、过湿。用土的稠度Wc确定。 20．路基边坡稳定分析有哪几种方法，各适应什么场合？稳定系数K的含义？力学分析法和工程地质法。一力学分析法直线法适用砂类土，土的抗力以内摩擦为主，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。圆弧法适用于粘性土，土的抗力以粘聚力为主，摩擦力甚小。边坡破坏时，破裂面近似圆弧形。二工程地质法根据不同土类及其所处的状态，经过长期的实践和大量的资料调查，