滚珠丝杠式惯容器试验及力学性能预测

在数控液压伺服激振试验台上进行滚珠丝杠式惯容器力学性能试验,获得惯容器在不同惯容系数及不同激振输入下力学响应,通过分析惯容器存在的非线性因素及试验结果,揭示非线性因素影响惯容器的实际性能。考虑建立惯容器自适应神经网络模型,进行惯容器力学性能预测。由于BP算法易陷入局部最优且泛化能力弱,用遗传算法优化BP网络训练过程。基于非线性因素对惯容器力学性能影响机理,选惯容系数及惯容器在多个瞬态时间点位移、速度及加速度为神经网络输入,惯容器输出力为网络输出,并将试验所得1020组数据用于网络训练及预测,网络预测结果与试验结果吻合良好,说明所用方法正确合理,可为惯容器力学性能预测提供参考。     

基于惯容器-弹簧结构体系的车辆悬架结构设计与试验

为进一步拓宽应用惯容器的车辆悬架结构设计思路,基于"惯容器-弹簧-质量"系统反共振,以并联的"惯容器-弹簧"二元件为结构基础构建两种不同车辆ISD悬架结构。通过遗传优化算法获得悬架结构参数,在频域范围内对比分析传统被动悬架及Ⅰ、Ⅱ型悬架系统性能。结果表明,所建悬架结构可有效抑制车身偏频处振动。对性能较优Ⅱ型悬架进行试验研究,搭建含Ⅱ型悬架结构的车辆四分之一悬架试验台架,在随机路面输入下对悬架平顺性评价指标定量分析。悬架动行程均方根值提升16.24%,轮胎动载荷均方根值提升6.75%,车身加速度均方根值略有改善。表明该悬架结构能有效改善车辆的行驶平顺性与操纵稳定性。     

含分数阶惯容器隔振系统的临界阻尼设计

为了研究用含分数阶导数描述的液力惯容器的非线性隔振系统特性,建立无量纲动力学模型.在无阻尼控制时,通过对比力传递率特性指标讨论参数对隔振系统性能的影响.结果表明分数阶惯容器能够反映液力式惯容器的多相特性,既有惯性作用又有一定阻尼作用,相比整数阶惯容器在隔振效果上有一定优势,但同样不能有效抑制非线性效应.在忽略非线性项的...     

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究及其显式有限元分析

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

结构-形状记忆合金惯容器协同系统的控制性能

为发挥传统形状记忆合金阻尼器和惯容器的协同作用,进一步提高其有效性和鲁棒性,使其能够广泛应用于实际工程中,提出了一种形状记忆合金惯容器（Shape Memory Alloy Inerter, SMAI）协同系统。采用随机等效线性化方法建立了结构-SMAI系统的动力学方程,推导出了白噪声激励下结构-SMAI系统的位移方差解析式,进而定义了SMAI系统的优化目标函数。通过迭代优化过程,在频域内对结构-SMAI系统进行了优化分析,并给出了可供工程应用参考的SMAI系统的设计参数。数值结果表明,相比于SMA,SMAI系统具有更好的减振效果;相比于调谐惯容阻尼器（Tuned Inerter Damper, TID）,在总惯容质量比超过0.3时,SMAI系统能显著地减小阻尼需求。使用模拟的白噪声和脉动风速时程,对结构-SMAI系统进行了时域分析,数值分析结果进一步验证了SMAI系统减振的有效性和低阻尼需求;此外,SMAI系统中惯容器出力显著减小,从而降低了惯容器对结构的损伤。     

应用惯容器提升液压互联悬架性能的研究

为进一步改善车辆抗侧倾和抗俯仰的综合性能,将惯容器应用到液压互联悬架中,设计一种含有惯容器的液压互联惯容悬架。建立整车机械-液压耦合动力学模型,应用AMESim搭建模型对车辆抗侧倾与抗俯仰能力以及悬架系统关键参数对车辆性能的影响进行仿真分析。通过仿真分析得：相较于横向稳定杆和普通液压互联悬架,液压互联惯容悬架能够明显提高车辆的抗俯仰和抗侧倾能力,改善车辆操纵稳定性和安全性。液压系统各关键参数对车辆的侧向加速度无明显影响。系统初始油压、马达排量和飞轮转动惯量与车身侧倾角呈负相关,蓄能器初始气体体积与车身侧倾角呈正相关。     

机器人踩踏式除草过程仿真分析与试验研究

踩踏式除草是有效的有机水田除草方式,对该除草过程进行仿真分析与评价可为除草机器人的设计提供重要参考。以踩踏式除草机器人为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA软件中的SPH（smoothed particle hydrodynamics,平滑粒子流体动力学）算法建立机器人踩踏式除草过程的有限元模型,分析了除草机器人与有机水田的土层、水层之间的多相耦合关系,并模拟了踩踏式除草的动态过程。基于踩踏式除草机理,分析了影响踩踏式除草效果的因素,并提出了除草效果的综合评价方法。基于仿真和试验,研究了机器人质量、运动速度和水层厚度对踩踏式除草效果的影响,并通过对比试验验证了所构建有限元模型的可靠性以及所提出评价方法的有效性。在此基础上,设计了正交仿真试验,分析了机器人质量、运动速度和水层厚度对踩踏式除草效果的影响程度。研究结果表明：建立的除草机器人与土层、水层之间的多相流耦合模型可以很好地描述踩踏式除草的动态过程;3种因素对踩踏式除草效果影响的主次顺序为机器人运动速度、水层厚度、机器人质量,合理配置工作参数可以提升除草效果。研究结果丰富了多相流动态建模方法,并为除草机器人作业参数的选择提供了依据。     

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

外渗式气阻机构模拟试验及仿真研究

介绍发外渗式气阻机构的模拟试验原理，结合模拟试验，对无阻尼机构和有限尼机构的运动进行计算机数值仿真，将仿真结果和试验结果进行了对比分析，最后得出结论；外渗式气阻机构可作为引信的延时解除保险机构，为引信提供的远解距离基本弹速的变化而改变。     

附加惯容器的层间隔震系统简化分析及地震响应研究

层间隔震技术是一种新的减震控制方法。建立了附加惯容器的层间隔震混合控制系统分析模型,推导了附加惯容器的层间隔震混合控制系统的动力特性公式,分析了模型计算参数对动力特性的影响。建立了基于反应谱的地震响应预测公式,并采用时程分析法进行验证;研究了附加惯容器的层间隔震混合控制系统的响应控制效果,对关键参数的影响进行了分析。研究结果表明:惯容器对层间隔震结构的地震响应具有一定的控制作用,所建立的分析方法能较好预测附加惯容器的层间隔震混合控制系统的地震响应,惯容器可实现对位移及加速度双控制的目标。研究结果可作为附加惯容器的层间隔震结构地震响应预测分析方法,并为层间隔震混合控制系统设计提供参考。