三轮农用车车架有限元动态性能分析

对某型三轮农用运输车车架进行了动态有限元仿真分析,建立了以板单元为基本单元的有限元计算模型,利用分析软件对其进行了模态分析、发动机激励下的振动分析以及路面随机振动分析.同时,通过模态试验和发动机激励下车架响应电测试验验证了计算结果,了解了该车架动力特性,也为车架结构的进一步分析和优化奠定了基础.     

农用三轮车车架静动态特性仿真分析

对处于产品设计阶段的某新型太阳能农用三轮车车架结构进行了静动态特性仿真分析。首先在Pro/e软件中建立了车架CAD模型,然后在MSC.Patran/Nastran有限元分析软件中建立了以板单元为基本单元的车架有限元模型,接着对车架进行了静态应力分析和自由模态有限元分析,并对分析结果进行了评价,掌握了车架的静动态特性,为车架结构的改进设计提供了理论依据。     

基于MSC.Patran/Nastran的农用三轮车车架结构分析

对处于产品设计阶段的某新型太阳能农用电动三轮车车架结构进行了静动态特性仿真分析.首先,在Pro/E软件中建立了车架CAD模型,然后在MSC.Patran/Nastran有限元分析软件中建立了以板单元为基本单元的车架有限元模型,最后对车架进行了静态应力分析和自由模态有限元分析,并对分析结果进行了评价,掌握了车架的静动态特性,为车架结构的改进设计提供了理论依据.     

半挂汽车车架整体及局部动态特性分析

选择梁单元建立半挂汽车车架有限元模型,计算了车架的模态参数,分析结果表明,该型车架的各阶模态振型以扭转和弯曲为主,低阶模态频率处于路面激励频率范围内,主纵梁鹅颈部位产生较大的交变应力,易产生疲劳和断裂。通过局部刚度加强处理,可大大提高车架的抗扭刚度。利用子模型法建立了鹅颈部位横梁和纵梁连接处的子模型,得到危险部位的应力分布,为车架的结构设计和改进提供了理论依据。     

某专用车辆车架多工况拓扑优化设计

根据某专用车辆初步确定的造型和总体布置要求,同时满足车辆在复杂的林区行驶环境中具有良好静动态特性的要求,并实现结构轻量化,利用拓扑优化设计的方法设计了某专用车辆的车架。在概念设计阶段建立了车架结构的拓扑优化设计空间,以弯曲和扭转工况下的柔度最小化为目标函数,以体积为约束条件进行单工况和多工况拓扑优化设计,得到了合理的车架拓扑结构。最后,对优化后的新车架进行了多工况静力学分析和模态分析,通过分析结果可知,新车架具有较高的强度和刚度以及良好的动态特性。     

基于ANSYS的汽车车架结构有限元分析

利用ANSYS软件对车架进行有限元分析,以某8 t载货汽车为例,建立了车架结构的几何模型和以体单元solid92为基本单元的车架有限元分析计算模型,对该车架在载荷作用下的应力和变形进行了计算,可为车架的结构改进提供依据。     

基于有限元法的车架性能仿真分析

应用有限元法对某农用车车架进行了仿真分析。首先在UG软件中建立了车架实体模型,然后利用有限元软件建立了以板单元为基本单元的车架有限元模型,并对其进行了线性静态分析和模态分析,获得了车架在两种典型工况下的应力及位移分布以及前六阶固有频率和振型,验证了车架的刚强度,也为车架的改型设计提供了理论依据。     

三轮农用运输车车架结构性能仿真分析

对某型三轮汽车车架进行了有限元仿真分析。建立了以板单元为基本单元的车架有限元模型,利用分析软件对其进行了线性静态分析和模态分析,并将计算结果与试验数据进行对比分析,验证了模型的正确性,为车架结构的进一步动态分析和优化设计奠定了基础。     

重型自卸汽车车架模态试验与分析

采用试验模态分析技术对某重型自卸汽车车架动态性能进行了研究,得到了该车架的各阶模态频率、模态阻尼以及模态振型等,为进一步研究整车振动、疲劳、噪声等问题奠定了基础,也为车架结构的优化设计提供了参考依据。     

氢燃料电池观光车主车架模态分析

以某款正向开发的10kW氢燃料电池观光车为研究对象,对其主要承载车架进行模态振动仿真分析。首先,详细介绍整车的布置与集成情况,给出主车架的UG三维实体模型;然后,建立了承载主车架HyperMesh有限元仿真模型;最后,对主车架进行模态仿真与分析。结果表明,该车主车架结构设计基本合理,局部仍有改进空间,为后续优化设计提供了参考。     

重型专用车车架的离散拓扑优化

提出了对专用车车架进行离散拓扑优化的方法,给出了优化过程,并对典型重型专用车车架进行了离散拓扑优化,在不增加车架质量的前提下,提高了车架的扭转刚度,降低了车架应力水平。     

机器人机构方位特征集自动生成算法

针对传统结构分析方法效率过低且难以得到完备结果的现状,将机器人机构学理论与现代计算机技术相结合,提出了机器人机构拓扑结构的数字建模方法,并给出方位特征集自动生成算法及流程。首先,提出拓扑结构组成要素的数学描述方法以及相应的数据结构,得到机器人拓扑结构的数字模型。然后,在揭示出方位特征集本质内涵的基础上,利用线性相关性理论制定相应的运算规则,进而提出方位特征集的自动生成算法和流程。最后,结合具体实例验证了上述数字建模方法和方位特征集自动生成算法的有效性。     

面向计算机辅助分析的并联机构符号描述方法

并联机构拓扑信息的符号描述方法对于计算机辅助机构拓扑结构分析和机构型综合等研究具有重要意义。基于并联机构的SOC组成原理,遵循机构学领域符号表达习惯,提出了具有代数运算功能的并联机构符号描述系统,将并联机构拓扑结构表示为一种符号多项式,其中每一项代表一条支路;分析了运动副方位关系的传递性,提出了方位关系组的概念,给出了运动副方位关系的符号描述方法。在此基础上给出了POC集的符号推导方法,将支路的POC集表示为所含运动副POC集的加法运算,将整个并联机构的POC集表示为各支路POC集的乘法运算。该符号描述系统在一定程度上具有符号语言的代数特征,便于进行并联机构拓扑不变量的自动分析,为计算机辅助并联机构型综合提供了理论基础和有效工具。     

基于细化法的土壤孔隙骨架提取算法研究

为可视化土壤孔隙的空间分布和拓扑结构,进一步理解土壤功能和生态过程,以自定义的规则结构和土壤孔隙结构为应用对象,进行了土壤孔隙骨架提取算法的研究,并验证细化法和距离变换法2种算法构建骨架模型的性能。试验结果表明,2种算法的骨架模型构建效果均不受模型类型的影响,其中,距离变换法构建的骨架模型存在体素点缺失和偏移的现象,而细化法提取的孔隙骨架模型结构完整,其平均骨架偏移距离(0. 10 mm)比距离变换法(0. 15 mm)减少了50%,具有良好的拓扑不变性。通过对细化性、连通性和中心性3个指标的综合分析,细化法具有优越的描述土壤孔隙形状及拓扑特征的能力,可为土壤物理结构及水文特性的研究奠定技术基础,为从孔隙尺度理解土壤功能奠定理论基础。     

含方位特征支链并联机构构型综合与结构优化

含方位特征支链的并联机构是一类特殊结构的刚度好、承载大的少自由度并联机构。首先,提出了含方位特征支链并联机构的构型组成原理,简化了该类机构的方位特征方程、自由度、耦合度等拓扑特征的计算公式,以及拓扑结构综合步骤;其次,根据方位特征方程,综合了2~5自由度方位特征支链以及无约束主动支链的拓扑结构型式,以4自由度并联机构为例,给出了该类机构结构综合的原则和方法。再次,根据方位特征支链中的驱动副数目(0、1、2)对机构进行分类,并给出具体结构设计案例。最后,针对部分机构存在的力学性能不好的问题,提出了支链结构优化和对称性结构优化2种拓扑结构优化方法及其相应案例。本文工作为含方位特征支链并联机构的拓扑结构综合提供了较系统的理论基础和设计方法。     

冗余铺丝机械手逆运动学的拓扑流形分析

针对优化的梯度投影算法在冗余铺丝机械手逆运动学求解问题中不一定存在最优解的问题,提出了一种拓扑流形算法。将冗余铺丝机械手的位形空间看作一个光滑流形,对耦合的位置逆解和姿态逆解进行解耦,然后分别针对位置子流形和姿态子流形进行仿真分析得到其相应的仿真拓扑流形。该方法可以将铺丝机械手的运动学问题抽象为数学中的曲面拓扑流形来研究,为铺丝机械手运动学在流形上分析提供了理论基础,同时也为后续铺丝机械手的最优化自运动控制提供了一种新的方法。最后以飞机S形进气道为例进行仿真,验证了所提方法的正确性。     

3T1R并联机构结构降耦设计与运动学分析

根据基于方位特征(POC)的并联机构设计理论与方法,提出了一种结构简单、能实现三平移一转动的并联机构,拓扑结构分析后发现其耦合度k较大(k=2),其位置正解及动力学计算较复杂;为此,设计了结构降耦后的新机型,证明其耦合度k=1,其位置正解易用一维搜索法求出,并给出了基于序单开链法的该机构位置正解求解的一维搜索法及其数值解;同时,基于导出的机构位置反解公式,分析了动平台的工作空间及其转动能力,探讨了该机构发生3种奇异位形的条件。     

果园多功能动力底盘设计与试验

为解决果园作业机械适应性差、配套动力小、地隙高、转弯半径大、通过性差等问题,结合果园栽培模式和农艺等要求,设计了一种果园多功能动力底盘。对果园多功能动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述,设计了行走动力系统和后动力输出系统以及3路双作用液压快速挂接系统;对整机的转向性能、稳定性能、越埂性能进行了理论分析。对机架进行了有限元仿真分析,结果表明,在满载四轮着地状态下,车架最大变形发生在中间横梁部位,总变形量为5.08mm,最大等效弹性应变为0.0035,最大等效应力发生在前桥和车架铰接处,为390.52MPa;在满载三轮着地状态下,车架最大变形发生在侧梁部位,总变形量为20.74mm,最大等效弹性应变为0.0058,最大等效应力发生在前桥和车架铰接处,为805.46MPa。整机果园田间试验结果表明,果园多功能动力底盘行驶速度为0~35km/h,田间作业速度为1~6km/h,最小转弯半径为2m,最大爬坡角为24°,最大越埂高度为235mm,可挂接多种农具,能够满足果园的田间生产管理作业要求。     

基于灵敏度分析的木薯精播机机架结构优化设计

木薯生产机械化程度低是制约我国木薯产业发展的瓶颈之一,研究高性能的木薯精播机对于促进木薯产业稳定发展具有重要推动作用。木薯精播机结构组成复杂,为提高工作性能,机架必须具有良好的结构与力学性能。本文以课题组研制的双行木薯播种机均匀精量自动排种装置的机架为研究对象,采用UG联合ANSYS软件建立机架的有限元模型,使用ANSYS Work Bench对机架进行静力学分析、约束模态分析以及灵敏度分析。通过模态分析确定优化响应,灵敏度分析确定设计变量,模型建立确定优化目标,多目标优化设计数学模型计算得到6组非劣解。在所得6组方案和初始方案中,基于熵权的模糊物元模型抉择出最优的机架结构方案。双行木薯播种机均匀精量自动排种装置机架优化前后对比分析表明,第一阶模态频率提升3.60%,机架质量减轻8.76%,最大变形减小5.08%,较好的达到了机架轻量化结构优化目的,研究结果可为木薯精播机的设计提供参考。     

基于灵敏度分析的木薯播种机自动排种装置机架结构优化

木薯生产机械化程度低是制约我国木薯产业发展的瓶颈之一,研究高性能的木薯精播机对于促进木薯产业稳定发展具有重要推动作用。木薯精播机结构组成复杂,为提高工作性能,播种机的自动排种装置机架必须具有良好的结构与力学性能。以课题组研制的双行木薯播种机均匀精量自动排种装置的机架为研究对象,采用UG联合ANSYS软件建立机架的有限元模型,使用ANSYS Work Bench对自动排种装置的机架进行静力学分析、约束模态分析及灵敏度分析。通过模态分析确定优化响应,灵敏度分析确定设计变量,模型建立确定优化目标,多目标优化设计数学模型计算得到6组非劣解。在所得6组方案和初始方案中,基于熵权的模糊物元模型抉择出最优的机架结构方案。双行木薯播种机均匀精量自动排种装置机架优化前后对比分析表明,第1阶模态频率提升3.60%,机架质量减小8.76%,最大变形减小5.08%,较好地达到了机架轻量化结构优化目的,研究结果可为木薯精播机的设计与优化提供参考。