农用车翻车保护结构非线性有限元分析

翻车和落物保护结构是翻车时使司机减少被挤伤可能性的安全装置。为此,针对其使用要求设计的农用车ROPS结构,在国家标准GB/T 17922-1999实验室静态试验方法基础上,分析了翻车保护结构的变形过程,在加载过程中出现了材料非线性和几何非线性,并进一步对翻车和落物保护结构进行了非线性有限元计算。模型试验与计算结果吻合,表明计算方法是可行的。     

装载机工作装置的有限元分析

以装载机的工作装置为研究对象，建立一种新的有限元力学模型，对工作装置进行简化，忽略一些对强度影响不大的结构，着重分析了举升油缸的工作状态，提出了一种新的有限元处理方法，并建立工作装置的整体力学模型，针对两种典型工况，把有限元分析结果、试验测量值和公式值加以对比，验证力学模型的合理性，并找出动臂结构上的最大应力分布区，为改进设计提供依据。     

HyperMesh在消声器结构改进中的应用

针对市场反馈的消声器质量改进信息,将有限元仿真分析技术引入到改进方案的对比分析中,在三维设计软件中建立三维数字化模型,导入HyperWorks的通用模块,并建立有限元模型,利用HyperMesh的结构分析模块对原结构及改进方案的静态特性及动态特性进行了有限元仿真分析。通过与实际试验对比,以及市场验证,验证了有限元分析结果与实际验证的吻合性,取得了较好的效果。     

基于Pro／E与ANSYS的Z30E型装载村动臂有限元分析

以Pro／E与ANSYS为基本工具,实现了矿用铲斗式Z30E型装载机的动臂有限元分析。建立了装载机工作装置的反转六杆机构工作模型并分析了工作过程;建立了装载机工作装置的三维实体模型;对装载机动臂的参数进行了详细分析和计算;用ANSYS工具实现对装载机动臂的有限元分析,对装载机动臂的研究和设计具有积极的意义。     

基于HyperMesh的三轮汽车油缸固定支架的方案设计

结合三轮汽车车架的油缸固定支架结构方案的设计,将CAE仿真分析技术引入设计开发的方案设计阶段,建立了零部件的三维数字化模型,并在HyperMesh的结构分析模块对各设计方案的静态特性进行了有限元分析与仿真。针对设计开发过程中方案设计阶段理论验证手段的欠缺,以及试验样车的频繁更改,使用有限元分析软件,优化车架油缸固定支架的结构,使产品开发后期的试验验证提前到方案设计阶段,对有效降低设计开发成本、减少试验次数、缩短设计更改周期、提高产品质量,具有重要的参考价值。通过与实际试验对比,验证了有限元分析结果与实际情况的吻合性,并以此指导设计,取得了较好的效果。     

磁流变减振器多场耦合仿真分析

研究了磁流变减振器电磁-流和流-固耦合的建模方法及求解方法。基于电磁-流和流-固耦合有限元方法,利用Adina软件建立高精度的流-电磁有限元网格模型和固体有限元网格模型,并在Adina软件后处理中进行求解分析,分别得到了磁流变减振器非控状态和通电状态的阻尼力-速度特性、示功特性、磁场分布特性、核心区域流场压力场和速度场特性。仿真结果表明:在高速磁流变液的冲击下,核心区域流场压力场变化明显;根据磁场分布特性,说明设计的单筒磁流变减振器结构能增大阻尼力调节范围。在电磁-流和流-固耦合计算中考虑了流体湍流流动,尽量使仿真模型与物理模型保持一致,试验结果与仿真结果吻合较好。     

主动阀压电泵阀体分析

针对无阀压电泵的截止性能和工作输出压力的不足,提出了一种新型矩形压电双晶片式主动阀压电泵.分析了主动阀压电泵的工作原理,设计、制作了两端夹持式矩形压电双晶片主动阀,建立了阀体的有限元模型,对阀体进行了有限元仿真与试验研究,分析了阀体的静态、动态特性,得到了主动阀阀体位移与不同影响因素之间的关系曲线,同时分析了主动阀阀体前四阶模态及对应的固有频率.搭建了试验测试系统并对主动阀阀体进行了相关试验测试,将试验测试结果与仿真分析结果进行了对比分析,试验验证了有限元仿真结果的可靠性.分析了影响压电泵流量的几个因素,对两端夹持式主动阀的结构参数进行了试验分析.该仿真分析及试验结果为主动阀压电泵阀体结构设计提供了理论指导.     

主动阀压电泵阀体分析

针对无阀压电泵的截止性能和工作输出压力的不足,提出了一种新型矩形压电双晶片式主动阀压电泵.分析了主动阀压电泵的工作原理,设计、制作了两端夹持式矩形压电双晶片主动阀,建立了阀体的有限元模型,对阀体进行了有限元仿真与试验研究,分析了阀体的静态、动态特性,得到了主动阀阀体位移与不同影响因素之间的关系曲线,同时分析了主动阀阀体前四阶模态及对应的固有频率.搭建了试验测试系统并对主动阀阀体进行了相关试验测试,将试验测试结果与仿真分析结果进行了对比分析,试验验证了有限元仿真结果的可靠性.分析了影响压电泵流量的几个因素,对两端夹持式主动阀的结构参数进行了试验分析.该仿真分析及试验结果为主动阀压电泵阀体结构设计提供了理论指导.     

ZL50型装载机前车架的有限元分析

介绍了基于CAE技术对ZL50型装载机前车架进行结构分析与可靠性设计的思路:应用PRO/E软件建立简化的CAD前车架模型,将模型导入ANSYS workbench中,得到装载机前车架的有限元模型,在该软件界面下添加边界条件并划分网格,考虑装载机实际工作状况,选取合适工况,通过对有限元模型进行静态分析,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位.     

拖拉机防护装置安全性试验动力学建模与仿真

为实现对拖拉机安全性能OECD试验认证进行预测,通过试验测得材料塑性阶段的数据,以有限元基本原理为基础,建立了拖拉机翻车防护装置的动力学模型,并对试验过程中的5种工况进行了仿真。通过仿真结果和试验结果对比分析,验证了模型的正确性和有效性,为拖拉机安全性设计提供了依据。     

装载机FOPS板壳受冲击的动态响应

分析并建立了FOPS板壳弹性变形、塑性变形和流动变形的极限速度数学模型；研究了薄板的撞击动态响应，建立了撞击中心的最大位移量的数学模型。通过试验实测了ZL50G型装载机FOPS的抗击穿性能，计算了落锤冲击时的激励力和横梁的激励力。     

拖拉机定速巡航系统纵向加速度跟踪控制

拖拉机定速巡航系统通过对拖拉机加速度的精确控制实现定速巡航功能,由于纵向动力学系统的非线性、道路坡度、拖拉机悬挂农机具导致的整车质量变动及风阻等外部干扰因素的存在,使得控制系统鲁棒性成为控制器设计的重点。本文基于模块化机理建模及实验数据的方法,建立了拖拉机纵向动力学模型,并在Simulink上建立了该模型,与实车平台进行对比,验证了该模型符合需求。针对拖拉机纵向动力传动系统非线性特点,采用逆模型方法线性化拖拉机纵向动力学模型,基于线性化模型,获取下层控制对象各工作点及各工况下频率响应特性数据,通过频率响应实验和最小二乘法辨识下层对象系统的传递函数。根据传递函数和纵向加速度响应的非线性特性,设计了滑模变结构控制器,仿真结果表明,与传统的PID控制相比,该控制器有效改善了系统对非线性特性及外界干扰的鲁棒性能。     

挖坑机弯曲振动特征对的理论计算与实验验证

用动力分析与动态设计方法，研究了农业机械的弯曲振动问题，以拖拉机后悬挂式挖同为例，通过对研究系统非链状结构的链状简化，建立了系统的动力学模型，求得了系统的固有频率和主振型，对固有频率的实验测试结果，证实了本文研究的正确性。     

空气悬架大客车平顺性仿真与试验研究

以动力学理论为基础,以大客车1/2车辆模型为仿真对象,应用仿真软件Matlab建立空气悬架系统模型。对该模型进行计算机仿真分析,并将仿真结果与试验结果进行比较。结果显示,所建立的动力学模型是正确的,说明可以通过仿真模型对整车平顺性进行分析与评价,实现了在汽车的设计阶段对其平顺性进行预测及分析的目的,提出了改进汽车行驶平顺性的方法和途径。     

非线性功放扩大主动磁悬浮系统动态范围研究

为了克服电磁铁芯材料的非线性对主动磁悬浮控制系统的影响,提出一种非线性功率放大的新方法,通过这种特殊的放大器将带有铁芯的差动电磁铁负载系统转换成一个线性系统,对主动磁悬浮的控制器而言,其控制对象就变成了一个线性控制系统,这有利于系统控制量的实时计算。实验结果表明,非线性功放的应用扩大了控制器的动态范围,提高了主动磁悬浮控制系统的稳定性。     

基于Matlab/simulink的增压柴油机瞬态过程仿真

以无锡柴油机厂的CA6DF2D-19型增压柴油机为仿真对象,详细描述了废气涡轮增压柴油机瞬态过程实时仿真的平均值模型建模方法,给出了在Matlab/simulink环境下仿真模型结构图框,并利用CA6DF2D-19增压柴油机的实验数据进行模型的校准与初始化。根据Matlab/simulink环境下建立的增压柴油机动态模型对瞬态过程进行仿真并给出了仿真结果。     

基于遗传算法的冗余任务并联机器人驱动优化

以六棱锥式并联机器人为研究对象,采用拉格朗日法建立机构动力学模型,结合直线电动机设计原理,获得驱动电流与任务轨迹之间变化的对应关系。基于遗传算法以瞬时动能最小为优化目标对电动机驱动力进行优化,优化后能耗较非冗余任务能耗降低了47.6%。进行了样机冗余任务轨迹实验,实验结果表明电流变化与仿真结果吻合,验证了优化方法的可行性和合理性。     

考虑混合间隙的空间并联机构非线性动力学特性分析

为了掌握同时考虑球面副间隙和三维转动副间隙的空间并联机构的非线性动力学特性,研究考虑混合间隙的空间并联机构多体系统动力学特性分析方法。首先以4-UPS/RPU空间并联机构为研究对象,建立三维转动副间隙和球面副间隙的模型,推导同时考虑球面副间隙和三维转动副间隙的4-UPS/RPU空间并联机构动力学方程;然后利用龙格库塔法对动力学方程进行数值求解,分析不同间隙类型、间隙、驱动速度和摩擦因数对并联机构动力学响应的影响,通过ADAMS虚拟样机仿真验证动力学模型和数值计算的正确性;最后利用相轨迹图、庞加莱映射图和分岔图等分析考虑混合间隙的4-UPS/RPU并联机构的非线性特性。该研究为考虑混合运动副间隙的空间并联机构动力学建模和非线性动力学特性分析提供了依据。     

枸杞果实振动脱落特性模拟仿真及试验研究

为深入研究枸杞果实-果柄振动分离特性,确定成熟枸杞果实-果柄分离用时最短的激振振幅与频率组合,研究了枸杞果实振动脱落机理,并通过仿真试验得到了最佳振幅和频率、枸杞脱落数量与时间的关系曲线、振动杆加速度和枸杞果实的加速度。搭建了枸杞振动试验台,以脱落所需时间为指标,分别对成熟和未成熟枸杞进行了振动脱落正交试验,获得了不同激振组合参数下振动杆的加速度及枸杞的脱落情况,最终确定了试验因素的最佳组合为:激振振幅12mm,激振频率16Hz。该条件下成熟枸杞脱落用时为1. 39 s,激振方向最大加速度为162. 81m/s2。本研究可为振动式枸杞机械收获装置的设计提供理论依据与数据支撑。