主从履带复合式越障机器人软土行走研究

分析了履带行走系统的力学系统原理,并采用多体动力学软件RecurDyn对主从履带复合式越障机器人虚拟样机在平地软土路面环境中的行走状态进行了仿真分析。仿真结果表明,由于样机的重心位置没有与几何中心位置重合,导致引导轮下履带沉陷量较大,而压力分配不均匀又可能导致履带局部接地,降低履带寿命,因此设计时要注意车体重心的合理分配问题。     

自行火炮履带板多载荷疲劳寿命仿真

履带板的疲劳寿命是自行火炮维修保障体系中急缺的指标,但因测试动载荷和确定受力部位困难,至今无人尝试分析其疲劳寿命.测试动载荷是通过前人所建自行火炮行走系虚拟样机在虚拟路面上行驶实现的.通过重现仿真过程,观察履带板位置和载荷分量的幅值的对应情况,推断载荷分量的产生机理与履带板的受力部位.分析了履带板有限元多工况静应力分布.利用静应力结果和动载荷进行多载荷疲劳寿命仿真,找出了疲劳寿命薄弱位置,给出了疲劳寿命值.说明计算机仿真手段分析履带板的疲劳寿命,可以得到物理实验难以测试到的动载荷,避开繁琐的传统疲劳物理实验方法.最后提出了需进一步讨论的问题.     

自行火炮发射动力学仿真

用ADAMS软件的履带工具箱模块(ATV)，建立了某自行火炮的多体系统动力学模型。该模型由炮身、反后坐装置、摇架、炮塔、车体、悬挂系统和行驶系统组成，共202个刚体，1029个自由度。将内弹道计算的发射时的火药气体压力施加于炮身，就动力轮锁定和不锁定两种情形，进行发射过程的动力学仿真，给出了关健部位的载荷时间历程。该文结果可为自行火炮发射时的强度设计和校核提供参考。     

自行火炮扭力轴强化疲劳寿命计算及分析

开展自行火炮强化试验研究,关键问题是如何计算强化路面下自行火炮扭力轴疲劳寿命.首先,基于虚拟样机技术,建立了某型自行火炮的虚拟样机,结合强化路面数字化模型,开展自行火炮行驶强化试验仿真,获得自行火炮悬挂装置关键件扭力轴的载荷时间历程.然后,利用有限元分析软件MSC.Nastran与疲劳分析软件MSC.Fatigue计算其疲劳寿命.最后,针对自行火炮在部分强化路面上行驶时,随着车速的提高,出现了扭力轴疲劳寿命不降反升的现象,利用振动学的相关理论,从路面、车速对载荷的影响规律入手,对这种现象的原因进行了分析,为自行火炮实车强化行驶试验方案的制订提供了数据参考.     

履带车辆地面力学仿真研究

ATV(ADAMS tracked vehicle)是基于虚拟样机分析软件ADAMS的一个专门分析履带车辆的工具箱。该文通过对土壤弹塑性力学本构关系的引入，对ATV中的三种车辆地面力学模型进行了研究，分析了三种地面模型的参数对车辆行驶性能的影响，得出了各个地面模型所适合的实际路面。最后，建立履带车辆模型，对三种地面模型进行了试验仿真分析，为后期的车辆行军试验仿真提供了路面依据。     

履带动态张紧力的动力学仿真

履带车辆的履带动态张紧力在很大程度上决定行动部分各元件的载荷、履带寿命、功率损失和履带脱落的概率.该文用多体动力学软件RecurDyn,以某履带车辆为原形建立履带车辆的多刚体模型,并建立有效的不同等级的路面模型.模型中履带子系统有六个自由度,能够真实的模拟履带运动的实际情况.通过对车体上几个固定位置处履带张紧力的变化和履带上参考履带板的受力变化,来检测履带动态张紧力的变化.分别改变路面、速度、预张紧力等相关影响因素做多组计算,对比分析了履带动态张紧力的变化情况.     

基于ATV的履带车辆悬挂系统仿真

研究履带车辆动态系统,使运动车辆缓和在路面行驶时受到的振动,使用ATV工具箱在ADAMS中建立了某履带车辆悬挂系统的动力学模型,应用多体动力学理论分析了车体、悬挂系统、负重轮、履带、路面之间的相互作用,给出了与各参数相对应的关系表达式,并描述了履带车辆运动学方程以及动力学方程.以标准梯形障碍物作为路面输入选取的各种参数进行了仿真,并将实车的车体固有频率、负重轮固有频率与计算得出的对应量进行比较,结果显示二者基本吻合,从而说明所建立的仿真模型是可信、有效的,可为设计提供参考.     

铰接式履带车辆转向特性仿真研究

针对深海富钴结壳行走装置必须适应复杂恶劣地形和较强的越障性能,提出一种具有四个液压缸的主动式联结装置的铰接式履带车辆,通过对铰接式履带车辆进行转向运动学分析,以及对联接装置的转向工作机理进行分析,得出了转向液压缸活塞杆伸长量与车辆理论转向半径的关系,并采用多体动力学仿真软件ADAMS的履带车辆工具箱ATV 建立了铰接式履带车辆的虚拟样机模型,仿真得到了铰接转向角速度,铰接转向半径,铰接转向所耗功率与差速转向所耗功率的关系,仿真结果表明,仿真模型具有较高的精度,能够对转向过程中主要参数随时间的变化历程进行仿真,可以为铰接式履带车辆转向过程的研究提供理论分析根据.     

铰接履带式海底采矿车越障性能仿真研究

针对产于复杂恶劣地形海山表面的深海矿产资源钻结壳,提出了钴结壳采矿车采用铰接式履带车的技术方案,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS/ATV履带车工具包,开发了铰接履带式海底采矿车的三维动力学模型和虚拟样机,进行了其通过垂赶障碍和沟槽地形的越障性能仿真研究和结果分析.仿真研究表明,铰接履带式海底采矿车建模正确,仿真真实,越障性能优良,且超过我国钴结壳采矿车技术要求,仿真数据可为物理样机研制提供技术参考.     

基于软土路面的越野车辆平顺性研究

研究不同路面上行驶越野车平顺性问题,针对软土路面振动特性,为了准确的仿真和预测越野车在软土路面上的平顺性,通过基于载荷沉陷理论开发出用于计算弹性轮胎-软土路面接触力的ADAMS用户子程序,在某越野车整车虚拟样机模型中实现了弹性轮胎与软土路面之间非线性接触仿真,再改变子程序中软土路面相关参数对越野车进行随机输入行驶试验仿真,仿真结果表明,随着路面变形的增大,轮胎动载荷,悬架动挠度均有较大变化,车身的振幅有显著增大,说明适应于硬地面的悬架不适应于软土路面.通过模型能够较准确地仿真由于路面变形对整车平顺性的影响,为设计提供了科学依据.     

基于MotionView整车虚拟试验场仿真的后转向节强度分析

由于车辆行驶状况复杂多样,传统静态工况无法复现各类恶劣路况下后底盘转向节真实应力,因此在利用MotionView建立整车刚柔耦合多体动力学模型的基础上,将后转向节利用柔性体进行模拟;在进行虚拟试验场仿真分析的同时采用模态综合法计算结构动应力,得到后转向节最高应力位置及发生时刻.仿真结果与整车道路试验结果的对比表明仿真方法准确.     

The Virtual Prototype Model Simulation on the Steady-state Machine Performance

Articulated tracked vehicles have high mobility and steering performance. The unique structure of articulated tracked vehicles can avoid the subsidence of tracks caused by high traction from instantaneous braking and steering. In order to improve the accuracy of the steady-state steering of the articulated tracked vehicle, the velocity of both sides of the track and the deflection angle of the articulated point need to match better to achieve the purpose of steering accurately and reduce energy consumption and wear of components. In this study, a virtual prototype model of the articulated tracked vehicle is established based on the multi-body dynamic software RecurDyn. The trend of the driving torque and power of each track changes as the velocity difference of two sides of the tracks and the traveling trajectory of the mass center of the front vehicle change in a specific condition are obtained by the experiment. The experimental results are compared and verified with the results obtained from the virtual prototype simulation. The change law of driving power in the steadystate steering process on the horizontal firm ground as changing the velocity difference of two sides of the tracks, the theoretical steering radius, and the ground friction is obtained by the virtual prototype model simulation analysis. The steering inaccuracy and track slip rate are used as indexes in evaluating the steady-state steering performance of the articulated tracked vehicle. The research provides references for the study of steady-state steering performance of articulated tracked vehicles.     

折叠机构力学性能研究

为提高大型机构设计的可靠性、有效性,使用UG NX3和ADAMS,研究了一种天线车雷达折叠机构的虚拟样机建模和运动仿真.通过对天线车雷达折叠机构虚拟样机模型的转化,解决了ADAMS软件三维建模功能较弱的问题.结合天线车雷达折叠机构实际工作条件,对折叠机构进行了仿真,获得了其静力学、动力学特性参数.对虚拟样机进行初步试制的结果表明本折叠机构在液压缸优化压力推动下可以实现平稳,可靠运动,为进一步的结构细化提供了可靠的参考依据.     

基于ADAMS的非独立悬架-转向系统运动学仿真

以多体系统动力学理论为基础,利用ADAMS软件,建立了一类四轮驱动车辆非独立前悬架及转向系统的参数化虚拟样机;通过柔度矩阵的方法对其进行弹性运动学仿真分析,考察对车辆操纵稳定性、平顺性影响很大的转向轮定位参数的运行特性,从而为汽车的设计和制造提供理论依据。     

基于ADAMS的非独立悬架-转向系统动力学仿真

以多体系统动力学理论为基础,利用ADAMS软件,建立了一类四轮驱动车辆非独立前悬架及转向系统的参数化虚拟样机;通过改变悬架有关质量几何参数,进行了大量的动力学仿真计算。分析了柔性元件(橡胶减震元件)对悬架动力学性能的影响,考察了对车辆操纵稳定性、平顺性影响很大的前轮定位参数的动力特性。得到了有关性能参数与车轮定位参数的结果曲线。从而为汽车的设计和制造提供理论依据。     

复杂煤层条件下采煤机破煤过程的可靠性研究

以有限元理论与刚柔耦合多体动力学为基础,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了复杂煤层条件下螺旋滚筒的煤岩耦合模型,得到了不同工况下螺旋滚筒受到的冲击载荷以及煤岩的塑性变形分布规律;并找出了截齿在工作过程中的应力分布规律。基于LS-DYNA提取的滚筒载荷文本,通过ADAMS软件对采煤机整机刚柔耦合虚拟样机模型进行动力学仿真分析,发现了采煤机壳体与行星架的应力分布。结合神经网络技术,以不同工况下采煤机关键零件的等效应力值作为神经网络训练样本,获得在关键零件应力值最小时的采煤机牵引速度的最优值。分析结果为采煤机螺旋滚筒的结构设计及其截割性能的提高提供了重要参考。     

3-TCT并联机器人运动学仿真

以Pro/E环境下建立的3-TCT并联机器人的模型为研究对象,在ADAMS/View模块下,对其添加约束和驱动后,进行运动学仿真.给定动甲台的位移,测量驱动杆杆长的变化曲线,利用ADAMS/Postprocessor模块对测量结果进行后处理,可得运动学逆解;以逆解得到的驱动杆杆长的变化曲线作为驱动,添加到驱动杆上可进行运动学正向求解.正逆解仿真结果对比表明,动平台正解时的运动轨迹和逆解时的运动轨迹完伞吻合.方法避免了大量的数学计算和计算机语言编程工作,通过CAE仿真软件实现了对并联机器人的运动学仿真,为并联机器人实际样机的调试和控制提供了一套有效的分析方法.     

基于ADAMS的某型冲锋枪自动机动力学仿真和分析

为研究某型冲锋枪自动机运动规律和动力学特性,进而探究导气孔大小对自动机运动循环的影响,首先使用UG软件建立该枪自动机的三维实体模型,其次在ADAMS软件中建立虚拟样机,利用MATLAB软件对内弹道和导气室压力曲线进行拟合,对该枪的单发射击进行仿真,得到了枪机和枪机框的位移速度曲线、复进簧压力曲线等动力学特性,对比仿真结果与试验数据,说明虚拟样机模型具有较高的可行性,最后仿真分析导气孔大小对自动机运动循环的影响,仿真结果表明,随着导气孔直径增大,后坐速度和后坐撞击变大,复进到位速度明显提高,复进时间显著降低,自动循环时间相对缩减,为产品优化设计提供理论参考。