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ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
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  • 清华大学学报(自然科学版)
      2016年, 第56卷, 第6期 上一期    下一期
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    汽车工程
    轴系的热膨胀对于锥齿轮错位量的影响  收藏
    田程, 周驰, 丁炜琦, 桂良进, 范子杰
    清华大学学报(自然科学版). 2016, 56 (6): 565-571.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2016.22.013
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (1108KB)
    错位量对锥齿轮传动性能影响显著, 而轴系的热膨胀会影响传动系统刚度, 进而影响错位量。该文针对现有锥齿轮校核和分析时没有考虑轴系的热膨胀对错位量的影响这一问题, 详细推导了热膨胀与轴承刚度、轴系变形之间的关系, 建立了一种考虑热膨胀的锥齿轮传动系统非线性有限元模型, 并用于计算锥齿轮错位量。算例结果表明, 热膨胀会使锥齿轮错位量减小。进一步研究了不同工作温度下错位量的变化情况, 结果表明, 系统工作温度越高, 热膨胀的影响越明显。该研究为锥齿轮校核和分析中如何考虑和利用热膨胀提供了依据, 对其他传动系统的分析也具有一定借鉴意义。
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    基于子结构方法的离散结构协同优化  收藏
    钟薇, 苏瑞意, 桂良进, 范子杰
    清华大学学报(自然科学版). 2016, 56 (6): 572-579.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2016.22.014
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1295KB)
    针对复杂离散结构优化存在设计变量多、寻优困难等问题, 提出一种基于子结构方法的分解协调策略, 并采用基于子结构分解协同优化框架求解。将大规模结构分解为多个不重叠的、规模较小的子结构, 每个子结构对应一个学科。将原优化问题的设计变量、优化目标以及约束分配至各个学科。每一轮系统迭代中, 系统层仅进行一次完整结构的有限元分析, 学科层执行子结构优化和有限元分析。耦合状态变量由系统层输入, 在学科层作为定值。系统层进行整体结构分析后更新耦合状态变量值, 以协调学科之间耦合状态变量的差异。该方法将复杂的整体结构优化问题分解为多个并行、独立的子结构优化问题。算例表明: 相比于整体结构优化, 该协同优化方法显著降低了整体结构分析次数, 能够更加稳定地找到更优解。
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    基于最优控制理论的电动汽车机械式自动变速器换档控制  收藏
    方圣楠, 宋健, 宋海军, 台玉琢, TRUONG Sinh Nguyen
    清华大学学报(自然科学版). 2016, 56 (6): 580-586.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2016.22.015
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1223KB)
    提出了一种用于电动汽车的动力保持型二档机械式自动变速器, 该变速器主要由行星齿轮系统、离心摩擦离合器、带式制动器构成, 可以在两个档位之间进行无缝切换。解决了传统机械式自动变速器(AMT)在换档过程中存在的动力中断问题。建立了电动汽车动力传动系统的动力学模型, 采用基于动态规划和带约束的凸优化的变速器换档过程的最优控制方法, 以冲击度和滑摩功为评价指标, 求解换档过程的最优控制量, 实现变速器的最优换档控制。通过动力学建模与仿真, 对基于最优控制的变速器换档控制进行分析和优化, 对普通分段控制方法和最优控制方法进行对比。仿真结果表明: 该最优控制方法能够有效提高电动汽车的换档舒适性, 并在保证动力性能不降低的前提下减少离合器和带式制动器的摩擦损失。
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    质子交换膜燃料电池氢气渗透电流及电子电阻检测方法  收藏
    徐华池, 裴普成, 吴子尧
    清华大学学报(自然科学版). 2016, 56 (6): 587-591.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2016.22.016
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1405KB)
    该文根据燃料电池在线性电位扫描下的响应特征, 建立了等效电路模型, 以区分电池内部的电化学过程, 包括氢脱附、双电层电容充电、电子内部短路以及氢气渗透。基于该模型, 改善了线性电位扫描的分析方法, 消除了扫描速率对结果的影响, 并解析得到了氢气渗透电流和电子电阻。根据模型假设, 详细阐述了恒电流扫描测量氢气渗透电流和电子电阻的分析方法。在一个34 cm2的单体电池上应用两种方法进行测量对比, 结果表明: 线性电位扫描得到的氢气渗透电流为1.19 mA·cm-2, 电子电阻为479 Ω·cm2; 恒电流方法得到的氢气渗透电流为1.25 mA·cm-2, 电子电阻为413 Ω·cm2。该模型可用于分析燃料电池各种电化学测量过程, 线性电位扫描方法和恒电流方法为燃料电池不同场合的测量和分析提供了参考。
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