卢荡(教授)

时间:2023-12-12 08:03:01编辑:雅博君

卢荡(教授)的个人简介

卢荡,男,1972年6月生,博士后,教授,博导,吉林省高级专家。2003年6月毕业于吉林大学汽车工程学院并获工学博士学位,2008年3月至2009年6月在通用汽车公司北美研发中心做访问研究,现任吉林大学轮胎力学研究室负责人,主要从事非线性轮胎动力学理论、试验及应用研究,与郭孔辉院士共同提出了UniTire轮胎动力学模型,主持建成国内唯一的轮胎动力学研究基地。

现任吉林大学轮胎力学研究室负责人

个人简介

男,1972年6月生,博士后,教授,博导,吉林省高级专家。2003年6月毕业于吉林大学汽车学院并获工学博士学位,2008年3月至2009年6月在通用汽车公司北美研发中心做访问研究,现任吉林大学轮胎力学研究室负责人,主要从事非线性轮胎动力学理论、试验及应用研究,与郭孔辉院士共同提出了UniTire轮胎动力学模型,主持建成国内唯一的轮胎动力学研究基地。

主要成就

1、轮胎-路面复杂耦合力学特性的测试技术及应用,成果获2015年中国汽车工业科学技术奖二等奖及2016年中华人民共和国教育部技术发明奖二等奖,本人为第1完成人。

精确的轮胎耦合非线性力学性能测试数据是底盘CAE技术有效运用的根本保障。在已有研究基础上,针对轮胎稳态、瞬态及动态力学特性测试中存在的难题,经过多年不懈努力,形成了轮胎耦合非线性力学性能测试应用技术体系,包括:

(1)高精度复合滑移特性测试技术。提出了接地印迹中心恒定不变高精度轮胎复合滑移运动控制的创新原理,消除因轮胎接地印迹中心移动导致的侧偏与侧倾不期望的耦合运动,为高精度轮胎复合滑移特性测试提供了方法保证并发明了相应的试验装置。

(2)复杂工况瞬态特性测试技术。开发了胎体耦合刚度试验机,实现轮胎不同侧倾角下侧向力、纵向力及回正力矩耦合加载时胎体刚度的测试,为轮胎复合滑移瞬态力学特性研究提供支持;发明了爆胎轮胎瞬态力学特性测试方法与装置,在低速试验台上实现了轮胎高速爆胎时空间域瞬态特性的测试。

(3)高速高频动态特性测试技术。设计了转鼓式轮胎高速复合工况力学特性测试装备,发明了利用转鼓存储的能量实现全速度范围轮胎力学特性的试验方法,提出了消除内转鼓路面变形的平衡负载装置及控制方法,在国内率先研制了轮胎高频动特性试验机,实现了不平路面激励下轮胎动态六分力特性的精确测试。

与美国MTS Flat-Trac系列轮胎试验机相比,本项目发明具有更高的轮胎复合滑移特性测试精度。与德国亚琛工业大学fka设备相比,本项目高刚度无间隙轮胎高频动特性试验机能得到更高质量的测试数据。

项目技术在长安汽车、长城汽车、上汽通用五菱获得了验证与应用,近3年累计新增利润6.98亿元、新增税收6.45亿元、节支1802.8万元。国内其它企业也应用了项目成果,近3年仅一汽技术中心就有2230万元、吉利汽车有500万元、华晨汽车有884万元。建成的国内唯一轮胎动力学测试研究基地具备面向全行业服务的技术能力,近2年完成服务项目23项,提升了企业的自主创新能力,促进了我国汽车工业的技术进步。

2、 全工况高精度轮胎动力学体系创建及应用,成果获2011年中国汽车工业科技进步特等奖及2012年国家科技进步二等奖,本人为第2完成人。

(1)构建了全工况高精度UniTire轮胎动力学模型,解决了轮胎在不同路面、滚动速度、载荷、胎压、侧偏角、侧倾角、转偏率及驱动制动下动力学特性精确表达的国际性难题。

(2)开发出低速平板复合四连杆运动解耦轮胎试验台,解决轮胎磨损、稳态测试及侧倾侧偏高精度测试的难题,实现了轮胎动力学特性全工况高精度测试。

(3)提出UniTire模型参数分类分步高精度辨识方法,开发了三个版本针对汽车不同设计阶段需求的UniTire模型应用软件及参数辨识工具软件,解决汽车开发中轮胎模型高精度应用的难题。

研究成果引起学术、工业、航空界极大关注:国际轮胎动力学权威Pacejka教授与Lugner教授联合撰文将UniTire列为代表性的轮胎模型,Lugner教授在其专著《Tire Model Performance Test (TMPT)》中指出UniTire模型精度最高。美国通用汽车公司评价“UniTire轮胎模型在各种特殊工况下均能更好的表达轮胎的侧向和纵向特性”,通用汽车全球开发部的首席动力学专家Cwo-gee Liang博士评价“基于卢的工作,在虚拟车辆开发过程中,对于更重要的车辆瞬态特性仿真,UniTire 模型更具优势”。大型飞机国家重大科技专项应用了UniTire模型,已体现出相对其它通用轮胎模型的显著优势,提升了仿真分析结果的准确度,获得了飞机地面转弯及前起落架摆振试验的验证,为运-20首飞做出了贡献。

3、轮胎操控性能的仿真评价方法,成果获2010年国家科学技术进步奖二等奖,本人为第6完成人。

高速操控安全性是超高性能轿车子午线轮胎最重要的性能之一。过去对轮胎高速操控安全性评价常采用主观的方法在试验场由试车手实车驾驶给出,这种方法受时间和场地的限制,成本高,时间长。通过应用UniTire轮胎模型,精确表达轮胎在不同路面、滚动速度、载荷、胎压、侧偏角、侧倾角、转偏率及驱动制动下动力学特性,二次开发了基于CarSim软件的虚拟试车场,建立轮胎高速操纵安全性客观评价体系,形成了轮胎操控性能的仿真评价方法,取得的关键技术创新如下:

(1)在国内率先建立了轮胎高速操控安全性虚拟仿真体系。该体系通过轮胎力学模型参数辨识、整车动力学建模、轮胎力学特性有限元分析,可完成的仿真试验如下:

①蛇行试验 ②转向盘转角阶跃输入 ③转向盘转角脉冲输入

④稳态回转试验 ⑤转向回正试验 ⑥转向轻便性试验、轮胎高速操纵

(2)提出了轮胎高速操控安全性能的客观评价理论。该理论依据轮胎性能主客观评价一致性原则,建立轮胎性能评价模型,从轮胎与整车性能的仿真分析的客观指标全面评价轮胎的高速操控性能,为轮胎的配方和结构优化设计提供了重要的客观依据。

道路试验验证表明,提出的轮胎高速操控安全性客观评价体系的评价结果与道路试验的相关性达95%以上。实现了在轮胎设计阶段的仿真预测和轮胎结构优化,提高了轮胎操控性能,缩短开发时间5个月,节省测试费用80%。成果已运用于玲珑轮胎公司的超高性能轿车子午线轮胎开发,轮胎产品的抗湿滑、耐久、噪声等主要性能均优于对比的世界名牌固特异轮胎,且性价比高,在国际市场具有竞争力。为企业创造了显著经济效益,且打破了少数国外轮胎业巨头在超高性能轿车子午线轮胎这一高端技术领域对我国的垄断。

(3)开发出低速平板复合四连杆运动解耦轮胎试验台,解决轮胎磨损、稳态测试及侧倾侧偏高精度测试的难题,实现了轮胎动力学特性全工况高精度测试。

(4)提出UniTire模型参数分类分步高精度辨识方法,开发了三个版本针对汽车不同设计阶段需求的UniTire模型应用软件及参数辨识工具软件,解决汽车开发中轮胎模型高精度应用的难题。

出版著作

论文

(1)Tire Carcass Camber and Its Application for Overturning Moment Modeling,2013,2013 SAE International,2013-01-0746,第一作者

(2)Analysis of tire cornering stiffness property under slight driving or braking,2013,Applied Mechanics and Materials 2013,Vols. 271-272,pp767-772,第一作者

(3)轮胎侧偏力学特性的胎压影响分析及预测,2011 ,《吉林大学学报》(工学版),41卷4期,915-920,第一作者

(4)钢板弹簧动态力建模,2011,《吉林大学学报》(工学版),41卷增刊1,12~16,第一作者

(5)Tire Side Slip Rolling Simulation with Flexible Carcass,2011,2011 3rd International Conference on Advanced Computer Control,60 u2013 64,第一作者

(6)UniTire Steady State Model: Overview and Applications,2011,2011 3rd International Conference on Advanced Computer Control,341 u2013 345,第一作者

(7)A Predicted Tire Model for Combined Tire Cornering and Braking Shear Forces Based on the Slip Direction,2011,2011 International Conference on Electronic and Mechanical Engineering and Information Technology,2073 u2013 2080,通讯联系人

(8)Effects of tire flexible carcass structure parameters on non-steady state cornering properties,2010,2010 International Conference on Computer, Mechatronics, Control and Electronic Engineering Vol.4,p 409-412,第一作者

(9)油气消扭悬架的试验与仿真,2008,《吉林大学学报》(工学版)第38卷第4期,p753-757,通讯联系人

专利

(1)弧形导轨侧偏侧倾高速轮胎试验机,ZL201110254347.5,2013,中国,第一发明人

(2)摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机,ZL201110254204.4,2013,中国,第一发明人

(3)爆胎瞬态特性测试方法及装置,ZL201110246097.0,2013,中国,第一发明人

(4)转盘侧偏式可换道轮胎力学特性试验机,ZL201110254768.8,2012,中国,第二发明人

所获奖励

2010年11月,本人作为第6完成人以在轮胎高速操控安全性虚拟仿真及性能客观评价方面的贡献,获国家科技进步二等奖。

2011年12月,本人作为第2完成人的科研成果“全工况高精度轮胎动力学理论、关键技术及应用” 获中国汽车工业科技进步特等奖。

2012年12月,本人作为第2完成人的科研成果“全工况高精度轮胎动力学体系创建及应用”再获国家科技进步二等奖。

2011年获得第十一届吉林省青年科技奖。

2011年获评吉林省第三批高级专家。

2012年获中国汽车工业优秀青年科技人才奖。

2014年吉林省青年科技奖。

2014年获评吉林省第四批高级专家。

2014年吉林省第十三批有突出贡献的中青年专业技术人才。

2015年本人作为第1完成人的科研成果“轮胎耦合非线性力学性能测试技术与应用” 获中国汽车工业技术发明奖二等奖。

2016年本人作为第1完成人的科研成果“轮胎-路面复杂耦合力学特性的测试技术及应用” 获中华人民共和国教育部技术发明二等奖。

长期从事轮胎动力学研究,近五年,获国家科学技术进步奖二等奖2项,部省级奖4项,省级人才奖励6项,主持项目49项,科研经费749万元,发表论文30篇,EI收录10篇,参编《汽车操纵动力学原理》专著1部,授权发明专利8项,申请中发明专利12项,授权实用新型专利3项,取得软件著作权13项。

科研进行时

卢荡教授构建了全工况高精度轮胎动力学体系。建立了全工况高精度UniTire轮胎动力学模型,解决了轮胎在不同路面、速度、载荷、胎压、侧偏角、侧倾角及驱动制动下动力学特性精确表达的国际难题;开发了平板式及转鼓式轮胎力学性能试验台,解决了轮胎动力学特性全工况高精度测试难题;提出了轮胎模型分类分步高精度参数辨识方法,开发了多个版本UniTire模型应用软件,解决了车辆开发中轮胎模型高精度应用难题。另外,卢荡教授提出了轮胎高速操控安全性能的客观评价方法。在国内率先建立了轮胎高速操控安全性虚拟仿真体系,融合轮胎力学模型参数辨识、整车动力学建模、轮胎力学特性有限元分析技术建立轮胎高速操控性能全面评价模型,为轮胎的配方和结构优化设计提供了重要的客观依据。

卢荡教授所依托的平台建有汽车动态模拟国家重点实验室和985工程优势学科创新平台,并与美国通用汽车及国内一汽、东风汽车、广汽集团、长安汽车、上汽通用五菱、奇瑞汽车、吉利汽车、佳通轮胎、玲珑轮胎等企业建立了良好的合作关系。所在研究群体是以郭孔辉院士为学术带头人,特聘教授管欣、邓伟文及国家杰出青年基金获得者陈虹教授为代表的一大批中青年骨干教师为主体的高水平研究群体。

卢荡教授负责的轮胎动力学研究团队由郭孔辉院士倡议创建于2003年,是汽车动态模拟国家重点实验室核心部门,是首任负责人至今。目前,在已有团队基础上组建了总人数45人的跨学科创新团队,包括院士1人,教授 4人、副教授2人。

团队拥有系列国内首创的轮胎力学特性试验测试设备,主持国家973课题、863计划、国际合作重点项目、国家自然基金等20余项国家级项目,发表高水平学术论文160余篇,获得国家科技进步二等奖2项,部省级奖励9项。

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