混合动力轴系机电耦合振动的理论研究

以混合动力系统为研究对象,分析研究了混合动力系统电动机的主要特性参数;在合理简化的基础上,建立了包括曲轴柔性体部件模型、活塞连杆组和电动机转子在内的刚性体部件模型以及构件间约束和作用力模型,并将它们综合建立了系统轴系的多体动力学分析模型;然后分别对电动机发电和助推两种不同模式下系统轴系动力学特性进行了全面的分析,揭示了机械和电磁两方面相互耦合作用对混合动力系统轴系振动的影响规律,并与发动机模式下系统振动特性进行了对比,得出一些有益的结论。     

农业机械发动机轴系扭振分析

应用AVL公司的EXCITE Designer软件,对某农业机械改型后的直列四缸发动机的轴系进行扭振分析;根据轴系当量化简假定条件,建立轴系当量系统方程和曲轴模型;再输入主要模拟计算数据,通过仿真计算得出结果.分析了改型后的农业机械发动机的自由振动和强迫振动,其结果是发动机轴系振幅较小,满足要求.     

考虑主轴扭转变形的轴系振动模型

针对大型水力发电机组传统上忽略轴系扭转变形的假设可能导致轴系振动分析出现较大偏差的问题,采用Lagrange方法建立轴系振动方程和含轴系扭转效应的转子运动方程,通过定义广义动量,将这2个方程构建为统一形式的一阶微分方程组.以发电机转子上的阻力矩和水轮机转轮上的动力矩为纽带,构建包括水力系统、发电机、励磁、调速系统在内的完整水力机组模拟运行系统,并采用二阶Runge-Kutta法进行仿真计算.计算结果表明,在机组故障扰动条件下,计入轴系的弹性对轴系横向振动的影响不大,主轴扭转刚度对稳定工况下轴的扭转变形影响较大;故障扰动下,发电机转子和水轮机转轮之间的扭转角变化趋势与有功变化趋势基本一致.仿真表明,所建立的轴系扭振模型能反映轴系振动的基本特征,模型是合理的.     

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。     

车用柴油机曲轴系统动力学仿真

将有限元法(FEM)和多体系统仿真(MSS)方法相结合,对车用柴油机曲轴系统进行多体动力学分析。并以一直列6缸4冲程柴油机为例,建立曲轴系统仿真模型。通过柔性多体动力学仿真计算,得出各主轴承在一个工作循环内的载荷变化情况,分析了曲轴在安装和运行状态下的扭转振动,将计算与实测扭振进行了比较。     

基于多体动力学和有限元法的柴油机曲轴强度分析

基于有限元与多体动力学分析法,对某12缸V型柴油机曲轴进行强度与应力分析。首先根据已知机型的工作原理以及连接方式,运用AVL EXCITE软件建立完整的曲轴系多体动力学模型。然后建立曲轴、主轴承壁、发电机转子有限元模型,用子结构法缩减后,导入AVLEXCITE模型中进行多体动力学计算,得到各主轴颈的受力情况并对其加以分析。最后通过应力恢复得出该曲轴各时刻应力分布情况,确定了曲轴上应力最大的位置,并对该处进行疲劳强度校核,计算得出该曲轴满足强度要求。     

永磁直线同步电动机法向力对机床结构变形的影响

在建立永磁直线同步电动机驱动结构机械模型的基础上,采用有限元仿真分析运动部件在不同位置时法向力变化对龙门结构横梁变形的影响,得出横梁在y轴方向的变形曲线.实验测得横梁背面变形,并与仿真结果对比分析,得出电动机定子磁场对应的法向力.实验结果验证了仿真结果的正确性.     

碟式分离机立轴系统结构参数对临界转速的影响

在建立分离机立轴轴系计算模型的基础上,采用有限元分析软件ANSYS进行分析计算,得出碟式分离机立轴系统各阶临界转速,与实测结果相比,两者具有较好的一致性;对影响轴系临界转速的结构参数进行了计算分析比较,明确了主要零部件对各阶临界转速的影响,为该类机器的结构设计和动平衡提供依据。     

混合动力工程机械动力系统的构成理论现状及研究进展

文章从力学的角度分析了曲轴两种耦合振动产生的机理,根据牛顿定律得到轴系耦合振动相互作用的关系表达式,然后针对混合动力工程机械系统的结构特殊性,通过对混合动力系统轴系的简化.对于实际的混合动力系统,由于存在多动力元件给系统主轴结构带来更多的复杂性,轴系因此而产生的振动情况要复杂的多,而且针对上述建立的耦合方程的求解也十分不便.由此,建立实际轴系的几何模型,运用有限元技术和多体动力学方法具体分析混合动力轴系的振动性.     

直升机旋翼系统的CATIA参数化建模及多体运动仿真

直升机是一种旋翼飞行器,旋翼系统的运动可靠性直接关系着直升机的飞行安全。为了准确可靠地模拟直升机旋翼系统运动,提出了一种基于CATIA运动仿真模块创建直升机旋翼系统运动仿真模型的方法。采用CATIA知识工程模块实现不同飞行状态运动仿真分析的自动化循环过程,建立了旋翼桨毂和自动倾斜器的运动骨架模型,并对不同飞行状态下的旋翼桨毂和自动倾斜器进行实时的参数化运动仿真分析,得到了运动关节的运动普、部件的相互干涉、以及桨毂和自动倾斜器的运动包络体,为旋翼系统的研制提供了技术基础。     

新型平行动轴少齿差环式减速机

分析了由一级普通圆柱齿轮传动和一级双环减速传动构成的新型两级同轴环式减速机的结构特点、传动原理。在此基础上设计制造了样机,采用ADAMS软件,建立整个减速机传动系统刚体动力学模型,对关键受力部件——转臂轴承的受力情况进行了分析;采用接触有限元分析方法,对两级内外啮合齿轮副的承载能力进行了计算;在齿轮传动实验台上对该减速机性能进行了实验研究,表明该减速机的传动效率达94%,振动达国家B级水平。     

泵水润滑轴承—转子系统的动力学特性研究

针对当前泵水润滑轴承-转子系统模态分析与稳定性等动力学特性研究相对薄弱等问题,以设计的某高压多级泵为例,通过合理简化,建立研究该泵轴承-转子系统动力学特性的三维实体模型与数学模型;利用ANSYS进行的考虑惯性效应、不同角速度的多载荷模态分析生成了刚性支承坎贝尔图,计算得到了考虑陀螺效应的前4阶固有频率、3000 r/min载荷下的正进动涡动转速(即临界转速);分析得出了系统在工作转速与非工作转速下的轴系不平衡响应曲线;恒定转速下突加激励时转子系统的瞬态特性分析表明,虽然突加激励力后转子系统会出现较大振动,但随后振幅逐渐减小并趋于稳定,说明该水润滑轴承-转子系统是稳定的刚性系统.     

柔顺关节并联机器人动力学模型

首次采用初始弯曲梁的伪刚体模型建立了柔顺关节的双1R伪刚体模型,应用拉格朗日方程和虚拟切割法推导了柔顺关节并联机器人系统动力学方程。对方程进行了数值求解,结果显示在理想结果的基础上存在低幅高频振动,而简化模型结果却比较理想,这表明理论模型比简化模型更能反映柔顺关节并联机器人这种刚柔耦合系统的特征;同时理论轨迹与ADAMS-ANSYS联合仿真轨迹、实验轨迹进行对比,最大相对误差分别为2.41%和4.69%,验证了理论模型的正确性。     

粗糙面变形特性对摩擦温度与接触压力的影响

在考虑微凸体间的相互作用及摩擦界面摩擦热流耦合等影响基础上,建立一具有三维分形特性粗糙表面/理想平面接触的热力耦合模型,运用有限元软件ANSYS中的非线性有限元多物理场方法,数值模拟并分析了弹性粗糙实体/理想平面刚性体(E/R)、弹塑性粗糙实体/理想平面刚性体(P/R)的摩擦滑动过程,揭示了粗糙表面不同变形特性下粗糙实体摩擦热、接触压力与接触面积的变化规律。发现在匀速滑动过程中,摩擦表面最高接触温度在波动中缓慢上升,而最大接触压力和接触面积则在一定范围内波动。弹性接触(E/R)中接触压力、摩擦温度比弹塑性接触(P/R)大,而接触面积则小很多。在分析摩擦过程中粗糙实体热、力问题时,考虑粗糙接触体的弹塑性变形对结果有较大的影响。     

车辆随机动载作用下路面动态响应研究

为研究车辆随机动载对半刚性沥青路面性能的影响,利用SIMPACK软件建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型,提取了各轴车轮轮胎法向作用力。在此基础上建立了半刚性沥青路面三维有限元分析模型,分析了车辆随机动载作用下路面的动态响应。结果表明,随机动载作用下路面应力变化与车辆轴数有关,当三轴车辆车轮依次通过路面某一确定位置时,路面各层应力出现3次突变,最大应力出现在中、后轴车轮通过时;在车辆行驶区域,路面各点的最大拉、压应力均随车辆行驶距离和轮胎法向作用力不同而随机变化,轮迹中心线路面各点的垂直应力、水平应力、横向应力和水平剪应力变化频率与中、后轴轮胎法向作用力的变化频率相似,横向剪应力的变化频率与前轮的轮胎法向作用力变化频率相似,而轮迹边缘路面各点横向剪应力变化频率与中、后轮的轮胎法向作用力变化频率相似。     

基于拉格朗日的冗余驱动并联机构刚体动力学建模

针对4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构的刚体动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立冗余驱动并联机构动力学模型。首先,推导出4-UPS-RPU冗余驱动并联机构系统的动能表达式、势能表达式和作用于并联机构非保守力的等效广义力;然后,应用拉格朗日法建立4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的动力学模型,为并联机构驱动力的求解以及整个机构的动力学分析奠定基础;最后结合算例,采用Matlab编程对动力学模型进行数值计算并绘制了机构驱动杆驱动力变化曲线,将上述分析结果与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了所建动力学模型的正确性。研究不仅为4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构动力学优化设计和控制等后续研究提供了理论依据,也为其他冗余驱动并联机构的动力学建模提供了可行的方法。     

柔顺关节并联机器人动力学建模与控制研究

对具有大范围运动特性的柔顺关节并联机器人开展了动力学建模、特性分析、控制策略设计及动态性能分析等研究。基于伪刚体法,研究柔顺关节特性,建立含大变形柔顺关节的系统模型,应用拉格朗日方法建立了系统动力学方程。为补偿柔顺关节引起的系统振动、未建模动态以及惯性参数摄动造成的模型误差,设计趋近律滑模控制策略并证明了其稳定性。仿真结果验证了动力学模型和控制策略的有效性。     

CE认证中CPCD25叉车稳定性计算

以CPCD25内燃平衡重式叉车为研究对象,利用牛顿经典力学和刚体动力学建立理想化力学模型,进行叉车的稳定性计算。将计算所得结果和试验所得结果进行对比,结果表明计算所得数据符合试验或CE标准规定的数据值,为进一步对车辆的主体设计分析打好了基础。     

空间柔性闭链机器人动力学建模与振动仿真

空间闭链机器人的柔性连杆在高速运行状态下产生的弹性变形对系统振动效应具有重要影响.为准确分析柔性连杆对空间柔性闭链机器人振动特性的影响,采用有限单元法对柔性构件进行离散,基于浮动坐标系法描述构件位移场,最后通过Lagrange方程建立空间刚柔耦合闭链机器人动力学模型及振动方程,并分析系统固有频率和振型函数.基于同等参数...