结构参量改变时弹性机构本征特性的研究

研究了改变结构参量对弹性机构内在特性的影响及其规律。首先以平面４Ｒ机构为例分析了机构杆件长度参数变化对机构固有频率和动应力等的动态响应。然后从参量与振动的关系的角度对数值计算结果进行了理论分析，由此得到了机构固有频率与结构参量之间的定性关系，进一步揭示了弹性机构的本征特性     

弹性连杆机构灵敏度分析的子结构方法

提出了一处基于子结构综合技术的弹性连杆机构固有频率与振型灵敏度计算方法，该方法能有效地减少计算工作量，并且于分析结构设计参数变化对机构固有频率与振型的影响。     

区间参数平面弹性连杆的动力特性分析

应用区间因子法分析了具有区间参数的弹性连杆机构的固有频率,将系统的刚度矩阵和质量矩阵分解为具有相同区间因子的矩阵之和的形式,利用区间因子法将区间变量表示为其区间因子和确定性量的乘积,再从求解系统固有频率的瑞利商公式出发,应用区间算法,推导出了系统固有频率上下限与均值的计算表达式。通过算例,分析了机构物理参数和几何尺寸的不确定性对机构固有频率的影响。     

施密特平行轴联轴器弹性动力学建模与分析

采用KED法建立了过约束机构施密特平行轴联轴器的弹性动力学模型,论证了机构弹性动力学模型可以简化为机构运动弹性静力分析模型进行变形和受力分析,同时可以直接计算其固有频率,该计算过程通过在有限元分析软件ANSYS中建立相应模型进行静力结构分析和模态分析得以实现。为进一步的机构分析奠定了基础,为设计和安装提供了理论指导。基于有限元方法进行的运动弹性静力分析,为过约束系统静力分析提供了一种新方法。     

基于虚拟样机技术的混合驱动机构动态响应分析

混合驱动机构采用双电机驱动,为避免共振确定机构的固有频率是必须的.应用MSC.ADAMS软件,通过一个实例,针对弹性五杆机构建立机构多体系统模型,进行了动力学分析,并在所建模型基础上提出了一种系统固有频率的计算方法,能够快速求解出柔性体模型振动的固有频率及相应振型,通过利用MSC.ADAMS/Vibration模块频域分析工具分析其动态响应特性,仿真结论证实在远低于系统固有频率的转速下机构也可能发生低阶谐振现象,两个电机转速及转向的选择对系统响应是重要的,因此在机构设计中要对系统进行动态响应分析以避免此现象发生.     

平面2-DOF冗余驱动并联机构弹性动力学分析

建立了平面2-DOF冗余驱动并联机构弹性动力学模型。首先,将机构系统的6个连杆视为6个柔性杆件单元,考虑柔性杆件纵向位移、横向位移和扭转变形,基于有限元法和拉格朗日方程建立了机构6个柔性杆件单元的弹性动力学模型;其次,根据转动副的约束特点及各分支与输出轴的约束关系,得到系统的弹性动力学模型。然后,将理论计算与脉冲激振法试验得到的机构在不同位置时的固有频率进行对比,验证了系统弹性动力学模型的正确性。最后,基于系统的弹性动力学模型,得到了机构1阶固有频率随机构杆件截面尺寸参数变化的规律,在此基础上,给定末端运动轨迹,分析了机构在不同杆件截面尺寸及加载情况下的动态响应,为机构杆件结构参数优化设计奠定基础。     

随机参数弹性连杆在平稳随机激励下的动力可靠性分析

研究随机参数弹性连杆机构在平稳随机激励下的动力响应分析。利用拓广的随机因子法,从求解系统固有频率的瑞利商公式出发,得出物理参数和几何参数均为随机变量的弹性连杆时变固有频率的均值和方差。从动力平稳随机响应在频域上的表达式出发,利用求解随机变量函数的矩法和数字特征的代数综合法,计算出随机参数弹性连杆机构在平稳随机激励下弹性位移和速度的均方值的均值、方差表达式,由动力可靠度的公式导出其动力可靠度的均值和方差的计算公式。通过算例,分析机构物理参数和几何尺寸的随机性对机构动力可靠度随机性的影响。     

双卧轴振动搅拌机振动搅拌叶片参数的计算

分析了双卧轴振动搅拌机的机构特点及其工作原理,建立了合理的振动搅拌叶片的数学模型;并通过对模型的分析和计算,得到了叶片固有频率、弹性常数和计算质量的计算公式,可以较准确地求出振动搅拌叶片的各参数.     

弹性连杆机构参量振动频率特性分析

推导了弹性机构的固有频率与各种设计参量之间的内在关系,并通过一个四杆机构实例分析了机构固有频率和动应力等特性指标对机构杆件截面参数改变的动态响应,这一研究将为进行高性能机构设计提供重要的理论依据。     

锻造操作机结构系统的动力有限元建模方法研究

具有平行连杆式机构形式的万吨压机锻造操作机具有复杂的动力学行为.在瞬时机构假设和机构弹性动力学原理的基础上,研究了用空间梁单元建立操作机结构系统的有限元动力学模型的方法.根据已完成的几何设计,对某型锻造操作机结构系统进行简化,建立了在某瞬时状态下的弹性动力有限元方程.在此基础上计算得到了操作机结构系统的前六阶固有频率和固有振型.     

弹性曲柄摇杆机构的基频特性分析

揭示了曲柄摇杆机构的基频（一阶固有频率）与机构位置之间的对应关系，并从理论上进行了探讨，通过一个曲柄摇杆机构实例进行了计算，验证了理论分析的正确性。     

含弹性杆件的并联机器人刚度分析

通过分析包含弹性杆件的并联机器人的刚度系数的性质,计算了机器人在各方向上的刚度,绘制了最小刚度系数的变化曲线,研究了刚度与奇异位形、机器人的固有频率及弹性振动振幅的关系.计算实例表明,刚度系数和奇异位形、机器人的固有频率有密切的联系,可用于预测含弹性杆件的并联机器人的弹性动力学特性和响应,不需要进行弹性动力学计算,计算时间节省94%.     

Diamond机构的弹性动力分析与试验研究

采用KED方法建立了Diamond开联机械手的弹性动力模型，在动力学方程建立过程中，做了两点改进：(1)由于连接电机和主动臂的减速器对机构在平面内的刚度有很大影响，为此在电机和主动臂连接的地方，增加一个弹簧单元，此时在铰链节点处增加了一个扭转弹性位移。（2)将并联机械手中的动平台和支架结构，作为刚体处理，在动力模型建立过程中考虑了弹性单元和刚体单元的相互协调，同时对该机构的固有频率进行测试。结果表明，理论计算结果和试验值吻合很好，从而验证了理论计算的各理性和正确性。     

多向安装隔振器的研究与应用

由于受所处载体空间的限制,电子设备在不同载体中需要以不同方向进行安装。因此必须解决电子设备在不同方向安装时隔振系统的固有频率变化问题,才能保证设备的性能稳定。文中介绍了采用活动铰支承加轴向与径向弹性元件的典型结构来设计多向安装隔振器的方法。在隔振器力学模型分析的基础上,利用能量法推导出其固有频率的计算公式。通过对侧装安装方式典型实例的试验,验证其计算公式的正确性。另外,试验输入与输出的对比表明,该多向安装隔振器在三坐标方向实现了解耦设计,解决了多向安装隔振器的隔振缓冲难题。该多向安装隔振器的设计分析计算方法为类似隔振器的设计计算提供了理论指导。     

基于有限元分析的微孔钻削测力仪研究

通过分析应变式测力仪传统理论模型,设计了一种用于微小孔钻削测力仪的灵敏元件等效模型.利用有限元分析工具对测力仪灵敏元件进行了动力学和静力学分析,对测力仪的结构尺寸进行了优化设计,使测力仪的固有频率和灵敏度达到较为理想的状态.在此基础上研制了一套高灵敏度应变式微小孔钻削测力系统,通过试验验证,取得了比较理想的微小孔钻削过程力信号曲线,测力仪的测力范围、灵敏度、固有频率都达到了设计要求,可以满足实际工程应用和测试研究的需要.     

椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动系统动力学分析

建立了椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动系统动力学模型,推导了动力学方程.研究表明,与正弦振动系统相比,椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动系统不但刚度矩阵随曲柄位置变化,质量矩阵和阻尼矩阵也随曲柄位置变化;振动系统的弹性振动激励除基波外,还包含高次谐波分量,连铸机正常工作时,不仅基频要远离固有频率,幅值较大的谐波频率也要远离固有频率,这是正弦振动中不存在的问题.     

压力仪表传动机构的优化设计

压力仪表的传动机构是将弹性元件产生的微小位移进行变换放大,然后由指针的转角指示被测压力值.在传统的仪表传动机构设计中,没有考虑弹性元件的位移和传动机构自身的非线性,使其压力指示值与实际压力之间存在较大误差.以仪表弹性元件封头中心位移为基础,从提高压力表的整个传动环节的传动精度为目的,针对压力仪表传动原理及结构上存在的问题,对弹性元件位移的非线性和传动机构自身的非线性进行拟合处理,建立了以提高传动精度为目标的优化设计数学模型,并用MATLAB5.0语言编制了优化计算程序,求出了曲柄连杆二杆组对弹簧管的非线性位移进行非线性补偿时的最优结构参数.压力表误差分析表明:通过对压力仪表传动机构的优化设计,可有效地克服弹性元件和传动机构非线性特性所造成的误差,是提高压力仪表精度和工艺水平的有效措施.     

带硬涂层圆盘构件的固有振动特性的精确解法

研究了在广义弹性简支边界条件下的具有硬涂层的圆盘构件的自由振动的量纲一固有频率的精确解.首先利用多铁性多层圆盘的解析分析的多层板弹性理论,导出带硬涂层的圆盘结构的状态方程,其中以位移、电势、磁势、应力、电位移和磁感应强度为状态变量.利用有限Hankel变换和传播矩阵法,得到考虑压电和压磁效应的带硬涂层的圆盘的量纲一固有频率的精确解.根据算例结果,比较了压电、压磁两类硬涂层材料在单面涂层、双面涂层和不同涂层厚度的结构配置下的固有频率变化规律.     

弹性储能装置中平面涡卷弹簧的有限元分析

储能已成为改善风电场输出功率可控性、提升电网稳定性水平的有效手段.提出了基于平面涡卷弹簧的机械式弹性储能-发电系统方案,针对储能装置中关键零件平面涡卷弹簧建立了力学模型和有限元模型,并进行了有限元应力分析和模态分析,得到了涡簧的扭转变形、横截面上的应力分布、固有频率和前20阶振型.研究成果为储能装置的优化设计、储能密度的计算提供了有力依据,也为弹性储能-发电系统的实现奠定了基础.