压气机轮盘简化结构强度的数值仿真分析

背景:压气机轮盘是发动机的重要组件,工作环境的应力条件复杂,其结构性能对发动机工作将产生很大的影响。目的:针对发动机轮盘进行受力分析,有利于进行轮盘结构优化设计,进而提高发动机推重比。方法:本文采用理论分析与有限元仿真相结合,基于对称假设下的轮盘简化结构强度给出径向与周向最大应力的理论解。同时,运用有限元软件ANSYS获得对应的数值仿真解。结论:经理论解与仿真解对比分析表明,本文提供的方法可用于压气机轮盘简化结构强度的求解分析。     

某二阶偏微分方程计算方法对比分析

CAE在汽车和发动机设计中发挥越来越重要的作用,然而CAE的本质是求解各种常微分方程组或偏微分方程组;常微分方程又称动力系统方程,通常用来求解动力系统问题。偏微分方程则广泛应用于电磁学、流体力学、结构力学等多个领域;对于偏微分方程通常很难求得其解析解,需要借助数值计算来获取其方程的近似解。拉普拉斯方程(Laplace)是一种椭圆形二阶偏微分方程,并且可以求取其解析解。本文通过解析法以及数值法对拉普拉斯方程求解,并对比不同求解方法的效率和精度;结论显示解析法虽然精度较高,但是需要很大的计算量,并且大多数偏微分方程没有解析解。因此,在汽车和发动机等工程应用中应该根据精度需求选择最优的途径求解偏微分方程问题。     

局部矩形板剪切屈曲的数值仿真分析

针对剪应力作用下局部矩形板,屈曲失稳系数的数值解、解析解编程繁琐的问题,以简支边界条件为例,从力学基本原理出发,系统研究局部矩形板有限元屈曲分析时,限制刚性位移的约束边界条件及等效节点载荷的施加方式;同时,给出能量变分法解析求解剪应力作用下矩形板屈曲失稳系数的方程式。通过对比分析解析解、有限元数值解和其他数值解表明,当解析解方程数N增加时,解析解与其他数值解逐步逼近;当解析解方程数N不变、边长比r增加时,解析解与其他数值解间相对误差逐步增大,有限元数值解与其他数值解间相对误差较小。     

胜大变形解析法和小变形解析法计算轮盘破裂转速的比较

简单介绍了用于计算轮盘破裂转速的两种解析计算方法,即基于Ｎａｄａｉ形变理论的大变形解析法和基于小变形理论的小变形解析法,列出了用两种方法计算轮盘破裂转速和应力,应变场的结果,并得出一些有意义的结论。     

一种6R非球型手腕机器人逆运动学算法研究

6R非球型手腕喷涂机器人得到了越来越广泛的应用,然而这种机器人的结构不满足Pieper准则,导致该机器人的逆运动学求解困难。对此,提出了一种近似解析法和数值迭代法相结合的6R非球型手腕机器人逆运动学组合算法。首先,根据6R非球型手腕机器人的结构特点近似转化为6R球型手腕机器人,并以等效球型手腕机器人的逆运动学解析解作为近似解,采用基于运动学雅可比矩阵的数值迭代法求解6R非球型手腕机器人的逆运动学精确解。其次,针对等效变换引起机器人有效工作空间减小,从而导致算法失败的问题进行了分析,提出了基于目标位姿偏置的方法提高逆运动学算法的鲁棒性。最后,通过数值仿真验证了所提出的6R非球型手腕机器人逆运动学算法的可靠性和时实性。     

非局域非线性介质中厄米高斯光束的变分解

非局域非线性介质中的薛定谔方程很难用传统的方法得出精确解析解,利用变分法系统研究了强非局域非线性介质中厄米高斯光束的传输问题。通过对非线性介质中响应函数的展开,使得非线性薛定谔方程得以简化,求解出高阶高斯光束孤子解。利用数值模拟研究了厄米高斯光束在介质中传输时束宽不变的问题,结果显示当非局域程度非常大时,解析解非常接近数值解。     

复合受载下简支矩形板屈曲分析的微分求积法

为了精确求解复合受载下简支矩形板屈曲失稳的问题。推导简支矩形板无量纲屈曲微分方程,给出简支矩形板屈曲分析的微分求积计算格式。以单(双)向轴压作用下的简支矩形板为例,通过与解析解、有限元解对比验证微分求积法求解简支矩形板屈曲失稳问题的精确性。以轴压和剪应力作用下的简支矩形板为例,通过同解析解对比分析表明,当边长比r=1～5时,解析解与数值解间的差别较小;当边长比r=1/5～1时,解析解随方程数N的增大而逐步逼近数值解。     

基于包络理论运动仿真方法求解谐波齿轮共轭齿廓

求解柔轮的共轭齿形刚轮采用包络方法,但在求解共轭方程时,径向变形位移和切向变形位移无法用基本初等函数表示出来,因此无法算出方程的解析解.用包络法求解共轭齿廓只能用计算机迭代出它的数值解.如果参数选择不合理的,用迭代求解时会无法找到使共轭条件收敛的解.在包络理论的基础上,用运动仿真方法探索共轭齿形的解法.     

机械非线性动力学分析的A-算符方法

用Adomian分解算法的思想,把机械系统中最一般的动力学模型转化为一阶标准型微分方程组,以形式上的精确解的表达式为基础构造了求解机械系统非线性模型近似解析解的A-算符方法（AOM）;在所建立的AOM的基础上,首次提出了基于AOM的符号-数值方法（S-N方法）。最后,应用AOM得到了单自由度凸轮-从动件非线性系统模型近似解析解的表达式,分析了该算法的误差。对两自由度凸轮-从动件非线性系统应用基于AOM的S-N方法进行了数值研究,得到了系统的数值计算结果。算例表明,AOM是求解非线性方程的一种可行而有效的方法。     

旋量理论和消元法在类达芬奇手术机器人逆运动学求解中的应用

由于达芬奇手术机器人构型特殊,不满足逆运动学解析解的存在条件,传统的运动学建模方法无法求出机器人逆运动学解析解.针对一种类达芬奇手术机器人构型,提出了一种结合旋量理论和消元法相结合的全新运动学建模方法,运用该方法成功求解出类达芬奇手术机器人的逆运动学解析解,解决了类达芬奇手术机器人精确解析解的求解问题.并通过MATLAB/Simulink仿真验证了该方法的正确性,从而丰富了机器人运动学建模和逆运动学解析解的求解理论,为类达芬奇手术机器人提供了一种快速通用的精确解析解求解方法.