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研究方向

四个主要研究方向

1.工程车辆结构优化设计

减轻工程车辆重量,改善性能和降低能源消耗是今后工程车辆发展的趋势。结构优化是现代创新设计的重要手段,是实现工程车辆结构轻量化设计和提高工程车辆性能的关键技术之一。在满足安全和功能要求的前提下,结构优化不但可以改善结构的性能,而且可以有效节省设计结构所耗用的材料,从而为工程车辆的减重,性能的提升和节能减排提供切实可行的途径和解决方案。目前工程车辆结构优化设计潜力巨大,对降低整个社会能源消耗、提升工程车辆的竞争力和缩短车辆研制周期效果非常明显。本研究方向将通过开展结构优化来实现工程车辆结构的轻量化设计和性能的提升,目前重点围绕如下几个方面开展工作:

(1)工程车辆结构拓扑和布局优化;

(2)工程车辆结构多学科优化设计;

(3)基于可靠性的工程车辆结构优化。

2.工程车辆机电液系统可靠性技术

工程车辆是典型的机电液一体化产品,运行过程中存在机械系统、电气系统、液压系统的相互耦合。由于工作环境恶劣,而且通常处于高负荷、长时间持续运行,而维护保养体系相对落后,因此经常会出现各种故障,严重影响建设项目进度以及人民生命财产安全。本研究方向拟以工程车辆机电液复杂系统的建模与仿真为研究手段,在对工程车辆机电液系统失效模式分析的基础上,开展工程车辆机电液系统可靠性建模及工程车辆状态监测与故障诊断技术的研究。目前重点研究内容包括以下三个方面:

(1)工程车辆机电液系统建模与仿真技术;

(2)工程车辆机电液系统可靠性工程与管理;

(3)工程车辆机电液系统状态监测与故障诊断技术。

3.轻量化新材料及加工技术

轻量化新材料是工程车辆设计、质量及竞争力的基础,工程车辆技术的发展在很大程度上取决于车用新材料的发展。车用金属及非金属材料的应用,不仅关系到工程车辆的可靠性和安全性,还关系到能源节约和环境保护。具有代表性的车用轻量化新材料有铝合金、镁合金、高分子材料和复合材料等,它们在工程车辆构成材料中所占的比例逐年增加。为了适应高强度轻量化材料的应用要求,以及实现工程车辆零件集成化设计要求,还必须大力开展轻量化材料成形与加工技术的研究。因此,本方向主要围绕高性能聚合物基复合材料、轻质高性能金属材料及先进材料成形与加工技术开展工作,目前重点研究内容如下:

(1)高性能聚合物基复合材料的研制及其在工程车辆零部件上的应用;

(2)轻质高性能金属材料的多尺度设计、开发及其在工程车辆上的应用;

(3)先进材料成形与加工及其过程模拟。

4.工程车辆轻量化安全保障技术

工程车辆由于行驶地面复杂、工作环境恶劣,碰撞和翻车事故难以避免,且工程车辆的翻车事故一旦发生,将会对司机造成致命伤害。为了保障司机的生命安全,目前国际通用的方法是在工程车辆上安装翻车保护结构。司机的损伤程度取决于地面接触碰撞系统的柔度、司机和车体间的约束以及保护结构的强度和刚度。目前,符合国际标准要求的翻车保护结构仅从刚度角度考虑,不能给司机提供足够的缓冲。另外,为了避免工程车辆关键结构在碰撞和翻车过程中遭受严重破坏,提高关键结构的耐撞性对减少事故损失非常重要。因此,开展碰撞吸能机理研究、工程车辆翻车保护结构优化设计、工程车辆关键结构耐撞性研究,对确保工程车辆轻量化过程中的安全性至关重要。本研究方向以解决工程车辆轻量化过程中的安全问题为目标,开展工程车辆轻量化安全保障技术研究,目前重点研究内容包括以下三个方面:

(1)碰撞吸能机理研究;

(2)工程车辆翻车保护结构优化设计;

(3)工程车辆关键结构耐撞性研究。