基于绝对节点坐标法的空间并联机构刚柔耦合动力学建模

为研究柔性杆件对空间并联机构动力特性的影响,以具有结构冗余的3-RRPaR空间并联机构为研究对象,提出建立冗余空间并联机构刚柔耦合动力学模型的通用方法。基于绝对节点坐标法建立了三维二节点梁单元模型,分析了机构的结构特征,利用拉格朗日乘子法推导了机构的刚柔耦合动力学方程,采用广义α方法在Matlab中对其动力学方程进行数值求解,得到不同弹性模量下的动力学响应曲线。结果表明,柔性杆件对机构输出特性产生重要的影响,弹性模量越小,对机构的影响越大,且弹性模量对动平台加速度的影响最为显著。本研究为空间并联机构的刚柔耦合动力学建模提供了研究思路。     

高速列车一无碴轨道—桥梁耦合系统的车辆平稳性研究

研究了高速列车一无碴轨道—桥梁耦合系统的动力响应问题.运用车辆-轨道耦合动力学理论,建立了高速列车-无碴轨道—桥梁耦合系统的垂向动力学模型.采用Newmark-β数值方法对系统的运动方程组进行求解,得到整个系统的振动响应.从运行平稳性角度出发,讨论了列车悬挂参数对指标的影响.结果表明:一系和二系悬挂参数的变化对列车运行平稳性均有较大影响,一系和二系悬挂刚度值变化的影响最为明显.     

基于ADAMS的某客车平顺性仿真分析与优化

行驶平顺性分析在汽车研发过程中是至关重要的组成部分.对某型客车进行研究,利用ADAMS/Car模块建立客车的前后悬架模型、转向系模型、轮胎模型、动力总成模型、横向稳定杆模型和车架柔性体模型等子系统模型,并在ADAMS/Car中将上述模型组建成整车刚柔耦合模型.对建立的模型进行平顺性仿真,并对该客车进行了平顺性实车道路试验.最后利用ADAMS/Insight中的试验设计对整车刚柔耦合模型的悬架参数进行了优化设计.     

绿篱修剪车臂架系统刚柔耦合动力学分析

以某型臂架式绿篱修剪车为研究对象,结合整车技术参数利用三维建模软件建立实体模型。由于臂架系统主要对绿篱修剪刀具起承载定位作用,其修剪刀具平稳性受臂架系统摆动影响较大。因此考虑用柔性臂架替换刚性臂架进行分析。分别以绿篱修剪车三节臂架及刀具的初始收拢状态和垂直状态为基础,对第1节、第2节、第3节臂架以及绿篱修剪刀具进行两种情况下的5种不同工况进行动力学分析。研究变幅油缸行程与臂架升程对应的曲线关系,分析比较相同工况下多刚体模型和刚柔耦合模型中液压缸的受力。仿真结果表明,该方法可实现对复杂臂架系统的刚柔耦合分析,为臂架变幅油缸的选型及控制策略优化提供依据。     

大型挖掘机工作装置刚柔耦合运动性能分析

针对挖掘机在复杂工况下的频繁启停工作,结合虚拟样机与CAE技术,利用Solidworks软件建立了挖掘机三维模型,并根据有限元理论和多柔体动力学理论建立其工作装置刚柔耦合分析模型。在ADAMS中完成了挖掘机模拟实际工况的动力学仿真,得到工作装置的时变特性曲线。对比结果表明刚柔耦合模型更加贴近实际,能更准确地反映工作装置的运动性能,可进一步为挖掘机结构的设计优化,振动特性分析等提供参考依据。     

三自由度并联机器人刚柔耦合动力学建模

三自由度并联机器人在运动过程中存在的弹性变形、刚柔耦合效应等问题,对机构的运动学及动力学性能有很大影响。为得到机构真实的力学性能,以三自由度3—RPS并联机器人为研究对象,考虑机构在运动过程中存在的柔性因素,运用Kane方程法建立三自由度并联机器人刚柔耦合动力学模型。该动力学模型的建立,为进一步对该机器人进行动力学分析提供一定的理论依据。     

高地下水位区灌溉渠道滤透式刚柔耦合衬护结构试验研究

通过对高地下水位灌溉渠道滑塌破坏成因分析,研究提出了高地下水位区灌溉渠道的滤透式刚柔耦合衬护技术,设计出了4种结构型式及对应的衬护方法,实例应用表明,滤透式刚柔耦合衬护结构具有固坡、护渠、导渗、排水的多重功能。     

混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性研究

对混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性进行了研究。对其进行了理论分析、仿真研究、试验验证。首先进行静力学、运动学分析;其次计算动能、等效转动惯量、广义力,分析其动力学特性;最后建立动力耦合装置系统的拉格朗日方程。在此基础上利用SimulationX建立了系统的动力学模型,并进行仿真研究。利用自行搭建的混合动力拖拉机试验台,进行试验验证,研究结果表明,该动力耦合装置实现了差速传动,满足了设计要求,为混合动力拖拉机驱动系统的设计提供参考。     

浅析大型养路机械课程中的振动机械

振动机械在大型养路机械中应用较为广泛,并起着十分重要的作用。对清筛机、捣固车、动力稳定车这3种大型养路机械中的振动机械部分的结构、功能、工作原理进行了较为详细的介绍,并对其应如何开展教学进行了探讨。     

轨道不平顺激励下车桥耦合系统的车辆平稳性研究

为了提高车辆的运行平稳性,基于车辆-轨道耦合动力学建立高速列车-无碴轨道-桥梁耦合系统的垂向动力学模型.运用D' Alembert原理和模态综合法,导出高速列车—无碴轨道—桥梁耦合系统的二阶常微分方程组,采用Newmark-β数值方法对系统运动方程组进行求解.以谐波型激扰模型来模拟轨道几何不平顺,研究了轨道不平顺的波长和波深对车辆平稳性的影响.结果表明:长波不平顺对Sperling指标影响较大,即对列车运行平稳性影响较大,存在最不利波长.     

基于悬架刚柔耦合模型的汽车平顺性

基于多体动力学理论,应用机械系统分析软件ADAMS/Car,建立了计及悬架下摆臂、纵向推力杆和横向稳定杆柔性的刚柔耦合整车模型,其中柔性杆件的模态通过有限元分析获得.对车身、下摆臂垂直加速度功率谱密度以及悬架动行程和轮胎动位移进行了分析.并与多刚体模型的仿真结果进行了比较.研究结果表明:与刚体模型相比,刚柔耦合的作用使车身垂直加速度功率谱密度的幅值降低了21.5%,下摆臂垂直加速度功率谱密度的峰值减小71.3%,轮胎动载荷减小约10%,悬架动行程增大15%～20%;刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,悬架构件的柔性在汽车平顺性分析中不可忽视.     

考虑副车架柔性的整车平顺性仿真研究

针对副车架柔性变形对平顺性的影响,建立了某车的后副车架模型,利用HyperMesh对该后副车架进行典型工况下的强度和模态分析,将生成的.mnf柔性文件代入该车模型中以替换原有副车架,得到含柔性副车架的整车刚柔耦合模型。通过ADAMS对所建刚柔耦合整车模型进行随机沥青路面及脉冲路面仿真,并与含刚性副车架的整车模型进行对比分析。结果表明:相比具有刚性副车架的整车模型,在两种路面下,刚柔耦合整车模型的驾驶员座椅处加权加速度均方根值更小,整车的平顺性更优。     

农用运输车控制臂有限元分析与疲劳预测

在HyperMesh软件中建立某农用运输车控制臂有限元模型,通过Optistruct求解器完成控制臂模态分析设置,提取模态参数,生成控制臂中性模态mnf文件。进一步分析控制臂模态性能,设计控制臂模态试验方案,提取控制臂试验模态参数,验证有限元模型的正确性。基于多体动力学、刚柔耦合理论,在ADAMS/Car模块中,导入控制臂中性模态mnf文件,建立前悬架多体刚柔耦合模型。同时,装配后悬架系统、动力总成系统、转向系统、车身模型、轮胎等系统,建立整车多体刚柔耦合模型。在ADAMS/Car模块中建立B级路面,模拟整车模型在B级路面行驶工况,提取控制臂随机载荷疲劳数据。结合材料的S-N曲线,在Optistruct求解器中设置疲劳分析求解参数,进行疲劳寿命分析并完成控制臂疲劳寿命评价。     

渠道滤透式刚柔耦合衬护结构经济特性分析

采用工程实例分析了渠道滤透式刚柔耦合衬护结构的工程造价、维护费用,并与其它衬砌形式进行了对比分析。结果表明:在高地下水位区,渠道滤透式刚柔耦合衬护结构在工程造价、使用寿命、管理维护费用等经济特性上明显优于其它衬护形式,技术可靠,经济合理,具有推广应用价值。     

汽车动力总成液压悬置元件特性研究

液压悬置具有低频大阻尼、高刚度等特点，可以有效隔离和衰减发动机的怠速振动，降低车内噪声，提高乘坐舒适性。为此，应用流体一结构耦合理论的方法建立了某车动力总成悬置系统的动力学分析模型，并运用Adams软件对其动特性进行了仿真。仿真结果与已知实验数据基本吻合，从而证明了该模型建立的正确性。     

浅析各种大型养路机械的作用

随着铁路线路的扩建和铁路向着高速化、重载化和舒适化的快速发展,对有砟铁路的大型养路机械的广泛使用成为必然。分析了清筛机、捣固车、配砟整形车、动力稳定车、钢轨打磨车等大型养路机械对有砟线路的修复作用。     

混联式HEV发动机输出转矩实时测算方法

针对混联式混合动力电动汽车( HEV)发动机输出转矩估计存在误差,进而导致HEV能量控制策略无法得以准确实现的问题,以行星齿轮混联式HEV为研究对象,分析了动力耦合机构的参数,并应用行星齿轮传动动力学模型及效率模型,推导得出了行星齿轮混联式HEV发动机输出转矩的估计算法.理论计算及实车测试结果表明,模型计算值与实车测试值之间的最大相对误差由5％ ～8％减小为3.94％.     

平面多连杆压力机教学演示仪的设计

基于多连杆压力机原理设计的教学演示仪,通过特殊设计的快拆结构和可调结构,具备了快速调节连杆机构形态和演示压力机工作原理的功能,使用有限元软件对演示仪组合体在典型八连杆构型状态下进行了运动学分析,并基于瞬态动力学原理对强度较低的铰接轴进行了刚柔耦合分析,保证了演示仪的使用可靠性。     

气胎摩擦离合器接合特性动力学仿真研究

利用动力学软件ABAQUS和MSC.adams建立某种船用气胎摩擦离合器的刚柔耦合模型,利用在网格节点上平均加模态力成功地模拟了气胎的充放气过程,并对离合器的刚柔耦合模型进行动力学有限元分析。通过研究4种不同的气胎充气时间,两种不同的摩擦片接触摩擦系数和两种不同的从动端转动惯量(分别对应离合器工作和空载)等工况下从动端角加速度总振级的大小,利用控制单一变工况法,比较了不同工况下的振动冲击性能。分析结果表明:较长的气胎充气时间,较小的接触摩擦系数,离合器接合时的振动冲击较小。另外,离合器为空载时,从动端振动噪声较大,离合器工作时,气胎和摩擦片的振动噪声较大,为该类型离合器的制造参数选择提供了重要的参考意义。     

刚柔耦合空间闭链机器人轨迹跟踪与振动抑制研究

针对含多变量高维度空间刚柔耦合闭链机器人的轨迹跟踪和振动抑制问题,提出了一种基于前馈补偿的PD控制方法。首先,采用有限元法对柔性空间构件进行离散,基于浮动坐标系描述柔性构件位移场矢量,并根据Lagrange方程建立考虑刚性末端执行器微小位移的刚柔耦合空间并联机器人动力学模型;然后,利用前馈控制对预先求出的含耦合效应的控制力矩进行补偿,提高刚柔耦合控制系统的响应速度及跟踪性能,同时通过PD控制律保证空间闭链机器人的轨迹精度,并对不同末端载荷作用下的轨迹跟踪精度进行分析;最后,与位置PID算法进行了比较。结果表明:与位置PID算法相比,基于控制算法作用下的刚性末端执行器轨迹精度得到提高,其中,X方向误差降低了89.7%,Y方向误差降低了4.3%,Z方向误差降低了12.9%,柔性空间构件产生的振动得到了有效抑制。