植烟沙壤土与触土部件相互作用的离散元仿真参数标定

为获取南方地区植烟沙壤土离散元模型的精准接触参数,以福建植烟沙壤土为研究对象,构建准确的植烟沙壤土离散元模型。基于Hertz-Mindlin with JKR接触模型构建沙壤土堆积仿真试验,以堆积角为响应值,通过二水平因子试验、最陡爬坡试验和响应曲面试验,确定土壤基本接触参数。在此基础上通过土壤与触土部件相互作用的离散元仿真试验与土槽试验的对比分析,验证沙壤土仿真模型准确性。触土部件离散元仿真试验与土槽试验结果表明,触土部件所受扭矩仿真值与实测值曲线趋势大致相同,两者15个波峰平均值误差为9.45%,两者所受最大扭矩误差为11.48%,说明土壤模型准确可靠。构建准确的南方植烟沙壤土离散元模型,为该类型土壤与触土部件相互作用的动力学研究提供技术支持。     

基于SIMPACK的某面包车平顺性仿真分析

在多体系统动力学理论的基础上,应用多体系统动力学仿真分析软件SIMPACK建立了某面包车的多体动力学仿真模型。分析了在SIMPACK中建立整车模型的方法,进行了整体的平顺性仿真分析,分析结果与实车实验数据基本相符。探索了运用SIMPACK来研究车辆行驶平顺性的新途径。     

麦弗逊式独立悬架运动特性

利用柔性多体动力学方法建立了基于 ADAMS软件平台的麦弗逊式独立悬架动力学仿真分析模型。利用该模型对某车辆前麦弗逊式独立悬架的运动学特性进行了仿真和试验对比分析。结果表明 :悬架构件的柔性对悬架运动中车轮定位参数的变化有明显的影响 ,与实测值相比 ,采用多柔体模型对悬架运动特性参数进行仿真计算的精度比采用多刚体模型的精度高得多。柔性多体悬架动力学仿真模型 ,为车辆设计阶段准确预测计及悬架影响因素时的汽车操纵稳定性提供了有效方法。     

散粒体动力学初探

首先介绍了在模型土槽中进行的车轮与沙块速相互作用的试验结果，其主要目的通过试验获取怎样建立适用于低应力状态下无粘性散体力学方程的信息，在该项试验的基础上互分析评价了用于描述散粒体与机械结构相互作用的传统理论方法如有限元法，极限平衡理论及塑性理论等的局限性，结果表明，这此传播理论方法难以描述机械结构－散粒体快速相互作用的动态特性，因而必须发展新散粒体动力学模型，并提出了建立散粒体动力学方程的方法。     

考虑土壤滑转流动的柔性履带应力分布研究

履带-地面相互作用力学研究在履带机构设计、优化、控制与仿真方面具有重要的作用,其中柔性履带应力分布是目前该项研究的难点。本文将地面力学广泛应用的半经验法与土槽实验方法相结合,首先在KARAFIATH构想的基础上分析了履带行进过程中土壤的剪切流动及滑移线分布规律,提出了滑转流动导致的土壤流失量的计算方法,并在引入履带应力分布的研究中,实现了对传统履带-地面应力分布模型的修正和改进。利用履带机构-土壤实验系统进行相关测试,结合实验测量拟合得到履带段各点的下陷量曲线,代入本文模型中计算得到机构各处的正应力与切应力的分布情况。在载荷6 kg,滑动率从0.23增加到0.71时,履带机构竖直方向正应力的计算值与实验测量平均相对误差不超过15%,相关系数不小于0.83。模型可用于柔性履带地面耦合动力学建模与特性分析。     

载货汽车的前悬架建模及仿真分析

基于动力学仿真软件ADAMS/Car,建立某载货汽车的前悬架的模型并进行仿真分析,以评测其性能的优劣性。首先根据手工测量前悬架系统所获得的数据,在ADAMS/Car中建立前悬架多体系统的动力学仿真模型。然后利用悬挂试验台对车轮施加位移时间历程激励并对其悬挂特性（包括前束角,外倾角,主销后倾角和轮距变化等）进行研究分析,得到前悬架在施加载荷后前束角,外倾角,主销后倾角等随车轮跳动量的变化曲线。通过对变化曲线进行分析,并应用ADAMS/Insight进行优化,得出更为合理的模型。     

机械臂接触碰撞动力学分析

针对机械臂在运行过程中的接触碰撞问题,基于碰撞过程中产生冲量和高斯最小约束原理,提出了一种确定接触碰撞后系统状态量的分析方法。首先,利用Lagrange方程,建立机械臂系统的动力学模型,并以此为基础根据经典碰撞理论与恢复系数方程,推导得到碰撞时系统的外部碰撞冲量求解模型;该模型中碰撞点的速度与碰撞冲量之间是解耦的,有利于计算求解。其次,根据高斯最小约束原理和求解得到的接触碰撞前的系统状态量,运用求多变量函数极值的方法建立机械臂系统接触碰撞后瞬时速度求解方程式。最后,以平面三连杆机械臂为实例进行碰撞动力学建模与仿真,研究分析系统发生接触碰撞时所受到的外部碰撞冲量大小以及碰撞前后机械臂角速度和各关节转角的变化规律,求解得到了机械臂发生碰撞后保持原有运动规律不变时各关节所需施加的驱动力矩。研究表明:碰撞发生瞬时各关节将产生刚性冲击;碰撞后瞬时各杆将产生抖动;碰撞产生的冲量由远端关节向近端关节以递减的方式变化,所得结论可为机械臂冲击后的运动轨迹控制提供一定的理论依据。     

微耕机水田旋耕刀片切土作业过程动力学仿真

针对微耕机旋耕作业部件与水田土壤间的作用机理研究匮乏,作业过程出现碎土性能差、效率低、和功耗大等问题,以1WGQ4型微耕机为对象,采用有限元法(FEM)和光滑粒子流体动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)的耦合方法,构建土壤-旋耕作业部件系统的动力学仿真模型,在细观上对旋耕作业部件刀片与水田土壤间的作用过程进行动力学分析。结果表明:构建的土壤-旋耕作业部件系统的动力学仿真模型精度高;水田旋耕刀片向后抛起的土壤少,与挡板碰撞破碎的土壤少,水田微耕机采用前耕后驱设计方案有利于提高其碎土性能。     

基于ANSYS/LS-DYNA的土槽土壤深层振实机设计

由于目前土槽土壤深层压实工作强度高、效率低,针对土槽深松试验深层土壤硬度要求,设计了一种土槽土壤深层振实机。在ANSYS/LS-DYNA环境下,建立了振实机—土壤有限元模型,对振实机压实土壤进行了动力学仿真。通过动力学仿真研究土壤压实过程中不同深度土壤的应力分布表明:振实机的深层压实效果优于光辊碾,为样机试制提供理论依据。     

铰接摆杆式大功率拖拉机原地转向仿真与实验

基于欧拉四元数,利用含拉格朗日乘子的增广矩阵法建立铰接式拖拉机12自由度原地转向多体动力学仿真模型.采用12个状态变量的状态方程对转向液压系统进行描述.运用Matlab对液压系统与空间多体动力学的联合仿真进行编程.并与铰接摆杆式拖拉机硬质路面上原地转向的实验结果进行了对比分析,验证了模型.通过实验与仿真研究,获得了拖拉机原地转向的动态特性,为铰接摆杆式拖拉机线控转向技术与自动驾驶技术提供了理论基础.     

基于平顺性仿真的农用运输车悬架CAD研究

在建立农用运输车整车多体动力学模型的基础上,借助于软件ＡＤＡＭＳ和笔者编制的软件研究了农用运输车平顺性仿真的方法。以平顺性为目标函数,在优化悬架系统的特性参数后,进行结构ＣＡＤ。针对具体车型设计出新的悬架系统,并装车试验。仿真和试验结果都表明在整车多体动力学仿真的基础上进行悬架ＣＡＤ,是提高整车性能的很好的途径。     

基于ADAMS的脉冲路面车辆行驶平顺性仿真研究

基于多体系统动力学理论,建立了某轿车整车多刚体虚拟样机。根据国家标准,在ADAMS中建立了脉冲路面虚拟试验场并进行了整车平顺性仿真分析。研究结果表明,由于采用了伸张行程阻尼力远大于压缩行程阻尼力的大阻尼减振器,使该车悬架系统具有较好的减振效果,在脉冲路面上该车行驶平顺性良好,车身质心最大振动加速度值不会影响乘员的健康。     

扭振减振器对曲轴弯曲和纵向振动的影响研究

以一台多缸柴油机为例,采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法,研究了扭转振动减振器振动对曲轴弯曲、纵向振动的影响;实验测量了有无扭振减振器时的曲轴自由端的弯曲和纵向振动,其与计算结果吻合得较好。     

基于多体动力学的双横臂独立悬架线刚度的计算

建立了以扭杆为弹性元件的双横臂独立悬架系统的空间多体系统模型，推导出了系统的动力学方程和双横臂独立悬架系统刚度计算公式，并用所编制的软件进行了悬架刚度的计算。在求解系统的动力学方程时，提出了解决动力学方程求解过程中“违约”问题的一种新方法，其基本思想是当约束方程不满足时，进行系统装配。通过应用此方法的软件，对具体车型进行了悬架系统刚度仿真计算。计算结果与试验相当吻合，说明文中所建的模型和提出的约束稳定的方法是正确的。     

基于虚拟样机的卡车转向机构的改进设计

针对某卡车转向沉重的问题,基于多体动力学软件ADAMS建立了该车的虚拟样机,开发了转向轻便性虚拟试验平台,进行了转向机构的改进设计。利用所建立的虚拟样机和试验平台,进行了该车改进前后的转向轻便性的虚拟试验研究。同时,为了验证仿真的结果,还对改进后的卡车进行了转向轻便性的道路试验研究,结果表明,仿真与试验结果具有较好的一致性,转向机构的改进设计改善了该车的转向轻便性。     

ADAMS在花键轴冷滚轧技术中的应用

阐述了新兴的冷滚轧花键轴加工工艺,根据多体系统动力学理论,利用ADAMS软件建立了花键轴冷滚轧工艺系统的虚拟样机模型,并对模型进行了动力学仿真,分析了花键轴在滚轧过程中的受力状况,为以后对系统进行优化设计提供帮助。     

车用内燃机曲柄连杆机构动力学分析

利用柔性多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析模型。并根据所建立的模型 ,对车用D6 114B内燃机曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了仿真。通过仿真计算 ,得到考虑曲轴柔性时的曲轴主轴颈、连杆轴颈载荷 ,活塞、连杆等的惯性力以及内燃机的输出特性 ,为内燃机曲柄连杆机构的设计与改进提供了重要依据。     

基于虚拟样机技术的车用柴油机曲轴系统动态特性研究

结合多体动力学和有限元方法对柴油机曲轴的振动特性进行了分析,建立了柔性曲轴的曲轴系统多体动力学模型,分析得出主轴承反力和活塞侧向力以及曲轴的扭转振动,并将扭转振动和实验结果比较,验证了仿真结果的正确性。     

基于ADAMS的悬架多柔体动力学仿真

介绍如何利用系统动力学仿真软件ADAMS建立悬架多柔体运动学分析模型,并分别对悬架模型进行了多刚体和多柔体仿真,其结果表明悬架中各构件的柔性变形对悬架各个定位参数在车轮跳动的情况下的变化特性都有较明显的影响。为此,本文提供了如何利用ADAMS对悬架进行柔体运动学仿真的一种方法。     

农业轮式机器人PI鲁棒-滑模控制——基于RBF神经网络

农业轮式机器人机械多体系统朝柔性机器人方向发展,自由度越来越多,对应的结构也变得更加复杂,自动化和智能化水平越来越高,其动力学建模和实时控制难度增大。为提高机器人动力学建模效率,以通用性较强的具有6自由度机械臂的AMR果蔬收获机器人数学模型为研究对象,利用空间算子代数理论建立了轮式机器人O(n)阶效率的运动学和广义动力学模型。同时,利用Elman神经网络求解了机器人逆运动学问题,结合广义动力学模型和逆运动学模型,根据农业轮式机器人的特点,利用神经网络控制理论、PID鲁棒理论和Lyapunov稳定性理论,设计了一种6自由度机械臂的RBF-PI鲁棒-滑模控制算法,对机械臂末端进行心形轨迹实时追踪。最后,通过试验仿真,验证了本文提出的逆运动学理论、广义动力学模型和控制方法的合理性,为农业轮式机器人的研究提供了参考数据。