设计了一种安装于钢板弹簧和车桥之间的压电能量收集装置,用于收集悬架系统中损耗的振动能量。建立了四分之一车辆压电馈能悬架系统模型,并进行随机路面试验,通过拟合对比试验数据和仿真数据,验证了所建模型的准确性和可信性。分别在随机路面与脉冲路面输入下分析了不同工况下压电发电装置输出功率的均方根值(RMS),结果表明,在随机路面输入下,输出功率RMS与车辆行驶速度、载货状态成正比。在脉冲路面输入下,输出功率RMS随车辆行驶速度先增大后减小,车辆空载以30km/h速度行驶时,输出功率最大,为102.24W。

针对当前车辆悬架系统能量回收装置存在能量密度小,振动能量消耗大和能量回收效率低等问题设计了一种新型压电式能量回收装置。通过建立压电式能量回收装置的压电发电模型和转子动力学模型,将其加入到传统二自由度车辆模型中,并引入惯性质量和能量转化部件作用力,最终完成双质量二自由度的悬架动力学模型的建立。同时讨论了车辆速度、压电回收装置尺寸、道路等级等因素对发电功率的影响。结果表明,所设计的能量回收装置最高可以实现332.4W的功率回收。

针对某款中型燃料电池物流车,基于MATLAB/SIMULINK搭建了整车前向仿真模型。根据功率跟随控制逻辑以及燃料电池汽车控制原则制定模糊规则,建立了双输入单输出Mamdani型模糊控制策略。为提高仿真效率,利用敏感性分析从23个设计变量中筛选出12个对结果影响较大的变量,建立了高精度椭球基神经网络近似模型作为优化的基础。针对模糊控制隶属函数的制定主观性较大的问题,采用多岛遗传算法优化隶属函数。仿真结果表明优化后燃料电池系统输出功率更加平稳,百公里等效氢耗较优化前降低了8.4%,提高了整车经济性。

通过对逆向建模特点与参数化建模方法的研究,提出一种特征截面轮廓线提取与参数化设计的逆向建模新思路。首先,以Geomagic Studio软件完成对电动汽车车头扫描数据预处理,实现特征截面插入与特征轮廓线的提取,并在CATIA软件中进行曲率分析;其次,通过分析特征曲线曲率变化识别特征点,并测量出特征点三维数据;最后,运用Visaul Basic对CATIA进行二次开发,以特征点数据为参数,生成截面特征样条曲线,再进行曲面重构,实现参数化设计的逆向建模。结果表明：以Geomagic Studio与CATIA软件为平台,完成了截面插入和曲率分析,获取了特征轮廓线及特征点三维数据,实现了逆向特征提取与参数化设计相结合的建模方法。

在产品的设计过程中,正向设计和逆向设计的方法在建模领域各有其特点。面对已有模型复杂的轮廓曲线及外形曲面,为了提高建模效率,根据正逆向设计的特点,吸取了正向设计和逆向设计的双重优势,提出了基于Artec Studio、Geomagic Studio和CATIA软件相结合的正逆向混合设计建模方法。此方法探索了零件的建模新途径,极大地提高模型数据的处理精度和准确性,减小了与实际物体的尺寸误差,保证了模型的精确度,为正向设计提供了前提基础。对扩展到其他工程领域具有现实意义。