基于ADAMS的变速输纸机构优化设计

分析了胶印机的纸张输送机构特点。利用转动导杆变速机构实现变速输纸,降低纸张到达前规时的速度,从而减小冲击,提高定位准确性。应用ADAMS建立了导杆机构的参数化模型,以减小纸张到达前规时的速度及导杆、销钉约束力为目标,进行了运动学和动力学仿真优化,确定机构的最佳参数。仿真结果表明,该方法在保证印速不变的情况下能有效降低目标速度,减小冲击。     

汽车起重机转向系统优化研究

针对某汽车起重机转向磨胎严重的问题,使用多体动力学软件ADAMS建立了转向系统参数化仿真模型,仿真结果表明,该转向系统摇臂机构设计不合理。利用ADAMS对摇臂机构目标参数进行试验设计,得出摇臂机构目标参数的优化值,在此基础上,对转向助力液压缸安装位置进行了优化,减小了助力液压缸的最大受力,为某汽车起重机转向系统的设计改进提供了参考。     

高声压级换能器磁路有限元仿真及优化设计

为使高声压级换能器磁路获得更大的磁感应强度和更小的质量,采用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立高声压级换能器内磁式磁路结构有限元仿真模型,分析上导磁板相对下导磁板高度差对磁感应强度的影响;运用参数化扫描的方法,优化磁路结构永磁体厚度、上导磁板相对下导磁板高度差、导磁板内环半径与永磁体内环半径之差3个基本尺寸,使得参考线磁感应强度平均值最大化;利用软件优化模块,建立优化模型,优化后,参考线磁感应强度平均值基本不变,导磁板重量明显下降.     

高声压级换能器磁路有限元仿真及优化设计

为使高声压级换能器磁路获得更大的磁感应强度和更小的质量,采用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立高声压级换能器内磁式磁路结构有限元仿真模型,分析上导磁板相对下导磁板高度差对磁感应强度的影响;运用参数化扫描的方法,优化磁路结构永磁体厚度、上导磁板相对下导磁板高度差、导磁板内环半径与永磁体内环半径之差3个基本尺寸,使得参考线磁感应强度平均值最大化;利用软件优化模块,建立优化模型,优化后,参考线磁感应强度平均值基本不变,导磁板重量明显下降.     

断路器弹簧操动机构参数化建模与优化

基于断路器弹簧操动机构的运动原理,利用三维软件Solid Works和多体动力学仿真软件ADAMS建立了操动机构的虚拟样机模型。通过现场试验测试了断路器弹簧操动机构的机械特性,试验结果表明,模型仿真的输出特性跟试验结果具有良好的吻合趋势,验证了模型的正确性。基于虚拟样机模型的基础上,建立了操动机构的参数化模型,并以动触头的分闸速度为指标,对两个拐臂以及绝缘拉杆进行优化。参数化仿真及实验结果表明,优化后的分闸速度达到了断路器分闸的操作要求。     

某气动连杆升降机构的运动学仿真与优化

为了得到某气动连杆升降机构的运动规律,使其在满足工作要求的基础上结构参数更加合理,对其进行了运动学仿真分析与优化。首先,运用复数矢量法建立气动连杆升降机构的运动学分析数学模型,再基于此在MATLAB中建立机构的Simulink仿真模型,通过仿真获得机构的运动规律曲线。然后运用速度瞬心法推导升降部件的速度关于升降高度的表达式,建立了以升降部件速度平稳性为优化目标的单目标优化模型,实现了结构参数的优化。最后,通过多组数据对比分析了气缸参数对优化的影响。结果表明:优化后的机构有更好的运动特性,气缸速度对优化结果没有影响,气缸初始长度对优化结果有明显影响。     

负压钻进水平钻孔浓相气力输送特性的研究

叙述了气体输送特性参数的理论分析,根据一些基本原理导出输送特性参数的计算公式。为了给输送特性参数的试验研究提供基础,通过试验分别研究了影响输送特性的因素,再根据试验数据,考察了输送压力、管径、钻杆角度和输送距离对输送特性的影响。研究与计算表明:输送能力与输送压力之间是近线性关系;较小的角度变化范围下,随着角度的增大,固体颗粒速度减小;发现固气比越大,滑移速度越小;最后通过试验得出:只需要在较小的输送压力下以较低的速度输送煤屑就可以实现高固气比输送,这样不仅能减少系统所需要的动力,而且煤屑输送速度的降低也可以减少对输送管道的磨损。该研究成果对工程应用具有一定的指导意义。     

基于熵权与响应面模型的DPVC工艺多目标优化

为解决真空差压注型成形工艺参数优化问题,提出基于熵值权重法、响应面模型及多种群的改进遗传算法的真空差压注型工艺参数优化方法。采用正交试验设计和数值模拟方法获取试验样本数据,引入熵值权重法,从数理角度确定各项质量指标对产品综合质量的影响权重;结合中心复合实验设计和响应面模型,建立真空差压注型产品的综合质量评价模型;针对传统遗传算法的不足,提出一种基于多种群的改进遗传算法,从而完成对产品综合质量评价模型的优化求解;在自主开发的差压式数字控制V500-ND原型机上,通过对某摩托车前车灯灯罩的工艺参数优化实验,验证了所提方法的有效性,为真空差压注型成形工艺过程的制定提供了一种可行的工艺优化方法。     

基于离散元法的立轴冲击式破碎机转子的结构优化

为了改善立轴冲击式破碎机转子对物料的加速效果,采用离散元软件EDEM仿真分析了转子结构对物料加速效果的影响并提出了采用正交试验、离散元仿真和回归分析相结合的方法对转子结构参数进行优化。首先,通过EDEM建立立轴冲击式破碎机转子关键结构参数对物料加速效果影响的仿真模型,设计正交试验方案并进行仿真试验,再运用MATLAB软件对仿真结果进行回归分析,建立以转子抛料速度为衡量指标的物料加速效果与影响因素的关系模型,最后利用该模型对转子的结构参数进行优化,得出当转子直径为830mm、分料锥倾角为17°、导料板安装角度为38°时物料加速效果最好,为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据。     

基于ADAMS的平移式模具输送机构压轮的仿真分析与研究

介绍了一种平移式模具输送机构, 建立了模具输送机构及压轮的仿真模型,通过测量观察各个模具之间间隙、模具位移、速度等变化曲线,对缓冲压轮的安装位置区域进行仿真分析,最终得出了最优的缓冲压轮的安装位置,使模具在平动碰撞过程中的间隙明显减小,避免了因模具之间过大间隙而产生的冲击碰撞.解决了模具不到位的问题,对模具平动起到了缓冲作用,保证了设备的运行.为平移式模具输送机构的设计提供了必要的参考.     

基于UG的麦克纳姆轮有限元分析和结构优化

在创建了麦克纳姆轮UG有限元三维模型的基础上,通过参数化设计确定了影响麦克纳姆轮质量的主要尺寸参数,从材料和结构方面增强辊子强度,试验在辊子轴端圆柱形状表面铣二个平面达到目的。研究表明辊子轴上零件轴向固定结构用法兰轴承和卡环,除辊子材料设定为Polyurethene-Hard外,辊子轴、法兰轴承和卡环材料全部设为AISI_Steel_4340,在辊子轴两端铣二个对称平面可以有效减小轴上所受到的最大等效应力,从而提高使用寿命。     

基于ADAMS/Insight的某传动机构参数优化

传动机构的参数设计是否合理,直接影响机构的工作性能和寿命。文中以某传动机构运行到指定位置撞击最小为优化目标,分析其运动学参数,建立优化分析数学模型,进行单个设计变量的设计研究,确定了单个设计变量的灵敏度和优化值,然后运用ADAMS/Insight进行精确的多参量联合优化,得到了优化的试验方案。将优化方案模型和初始方案模型进行对比分析,结果表明优化方案相比初始方案明显降低了从动杆撞击时刻的速度,从而减小了撞击和噪声。     

平行四边形式收砟机构设计与分析

收砟机构作为铁路小型收砟机的重要执行部件,其可靠性直接影响机器性能。针对一种平行四边形式收砟机构进行了设计与仿真分析:对结构尺寸进行参数化设计后利用SolidWorks建立三维模型并导入ADAMS中进行仿真分析。其中,参数化设计得到机构基本杆长尺寸与机器设计高度之间的关系,为因底盘高度变动造成机构杆长尺寸变化提供快速计算依据;虚拟样机仿真后得到收砟机构的动力学特性,当收砟耙宽度为450 mm,驱动速度为225 mm/s时,最大受力点为滚轮所在铰接点,数值为3967.7 N;斜收最大驱动力为5602.3N;以上数值为机构强度校核、后续控制与液压系统的设计提供可靠依据。并针对实际工作中负载不均衡造成收砟机构滚轮磨损严重问题,进行了结构优化。     

自动装盒机椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构轨迹分析与设计

自动装盒机连续旋转式行星轮系取盒机构与间歇式往复摆杆取盒机构相比,机构振动小,速率更高。基于行星轮系取盒机构输出末端内摆线运动特性要求和非圆齿轮传动比可变的特点,提出一种椭圆-圆齿轮行星轮系代替现有的圆齿轮行星系取盒机构,使输出末端运动轨迹和特性得到优化。建立圆齿轮行星系取盒机构和椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构的运动学模型,分析两种机构的工作原理和运动特性,对机构进行轨迹仿真和运动特性求解,分析出机构主要参数对机构运动轨迹和特性的影响。利用人机交互的方法,对椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构的参数优化,得到一组较优的结构参数,并建立三维仿真模型。参数优化后的椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构运动特性与圆齿轮行星系取盒机构对比,在取盒和放盒工位的速度变化减小14.3%,最大加速度减小9.9%。上述研究可为行星轮系高速吸盒机构的设计提供理论依据。     

基于Inconel 718车削过程有限元仿真的刀具刃口几何参数优化

基于Third Wave Advant Edge建立二维有限元模型,对镍基高温合金Inconel 718的车削过程进行数值仿真分析,并通过直角车削试验验证仿真模型的精准度;提出了刃口几何参数的优化流程,获得了不同刃口几何参数下的切削温度和应力分布,研究了刀具刃口几何参数对刀具应力及刀具温度的影响,进而对加工镍基合金的刀具刃口参数进行优化。仿真结果表明:在选定后角7°时,粗加工镍基合金Inconel 718的最优前角为6°,最优刃口钝圆半径为60μm;随着刀具前角的增加(0°~10°),切削温度逐渐增加,刀具应力先减小后增加,切屑的高温区逐渐减小,刀具的高应力区逐渐向后刀面扩展;随着刃口钝圆半径的增加(30μm~80μm),刀具温度逐渐增加,温度分布无明显变化,刀具应力先减小后增加,切削刃附近应力集中现象减弱。     

小型无人机气动肌腱式弹射系统动态仿真与优化

针对冲击气缸式无人机弹射系统耗气量高、质量大、动态特性差等弊端,提出了一种仿生气动肌腱式无人机弹射系统,利用气动肌腱的弱非线性,通过配置楔角以改善无人机加速阶段的受力情况,减缓加速度波动。对该弹射系统进行数学建模和动力学分析,并搭建Simulink模型对该系统进行仿真求解;通过MATLAB与Simulink对现有加速轨道通过多目标遗传算法实现进一步优化。优化后的加速轨道能提升加速度均值、气动肌腱能量利用率和起飞速度,且降低了加速度峰值,加速度波动在原有基础上降低了76.79%。仿真和优化结果表明,提出的气动肌腱式无人机弹射系统不仅避免了冲击气缸式弹射系统的缺点,还能进一步平缓加速度,减小整体系统的最大过载。     

可控装载机构动力学分析与优化设计

以新型可控机构式装载机为研究对象,以动臂升降支链关键参数作为设计变量,以第一主动杆在动臂举升过程中最大力矩最小为优化目标,以整体布局、传动角以及奇异性等作为约束条件,建立了动臂升降支链的尺度优化模型;利用复合形法对优化模型进行了数值求解,得到了动臂升降支链各构件最佳尺度参数;并使第一主动杆最大驱动力矩降低了11%。通过基于ADAMS的虚拟样机仿真,仿真结果表明,优化后可控装载机构动态性能得到了明显改善,当动臂位于上极限位置时第一主动杆接近逆运动学奇异位置,功率减小了80%。该研究将为可控机构式装载机性能提升提供依据。     

压电驱动式振动给料器的设计与试验

为了实现对轻、薄、小产品的平稳输送,利用圆形压电双晶片作为振动给料器的动力源,Z型弹簧片作为主振弹簧,并基于系统共振方法设计了新型压电驱动式振动给料器。介绍了圆形压电双晶片驱动式振动给料器的工作原理,建立了动力学模型,获得了系统固有频率表达式;分析了压电双晶片的振动模态,确定了一阶振型为工作振型。研制了振动给料器样机,利用样机测试了电压、频率与送料速度的特性曲线以及主振弹簧片角度对送料速度、送料稳定性、送料噪声的影响规律。试验结果表明:电压为150V,频率为142Hz时,输送电池帽的速度为8.5battery cap/s;频率为136～148Hz时,系统具备输送物料的能力,共振条件下(142Hz)输送速度最快;随着电压的升高,输送速度呈线性增加;输送的单体物料质量增加时,主振弹簧片安装角度宜变小。     

垂直螺旋输送机输送特性及其参数优化研究

为了研究黏性物料(以潮湿的煤炭颗粒为例)在垂直螺旋输送机输送过程中的输送特性,以及以输送效率最大与叶片最大磨损深度最小的多目标优化问题,基于离散单元法(DEM)和非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ)的方法,研究了不同输送参数对螺旋输送特性的影响规律,并对垂直螺旋输送参数进行了优化。首先,基于DEM仿真研究了不同螺旋转速、螺距与间隙对垂直螺旋输送特性的影响;然后,对拟合后的回归模型进行了方差分析(ANOVA),并采用NSGA-Ⅱ算法对多目标模型进行了优化求解;最后,运用熵权法与灰色关联法对螺旋输送机进行了综合评价,确定了螺旋输送机的最佳输送参数。研究结果表明：煤炭平均质量流率随螺旋转速、螺距或者间隙的增加而增加,其影响程度顺序为：螺旋转速>螺距>间隙;叶片最大磨损深度随螺旋转速或者间隙的增加而增加,随螺距的增加而先减小后增加,其影响程度顺序为：螺旋转速>间隙>螺距;最佳垂直螺旋输送参数：螺旋转速n=360 r/min、螺距S=236.5 mm和间隙C=8.5 mm。以上研究成果可以为垂直螺旋输送特性的研究及设备优化提供一定的借鉴。     

薄煤层采煤机齿式离合器操纵机构优化设计

针对薄煤层采煤机齿式离合器接合时操纵机构末端承受较大冲击力导致接合困难,同时对采煤机的操纵舒适性等产生重要影响等问题,采用动力学仿真和试验测试相结合的方法,基于多连杆力放大原理对齿式离合器操纵机构进行了优化设计。基于ADAMS仿真分析获得了离合器接合时操纵杆承受的冲击力,设计和搭建了离合器接合测试试验平台,在多种工况下测试了离合器接合时操纵杆所需的推力,仿真和测试结果表明操纵杆承受了较大的冲击力。建立了以主、从动齿碰撞时操纵机构力的放大比例最大为目标的优化模型,对操纵机构进行了优化,优化后力的放大比例增加了136%。最后对优化设计后的操纵机构进行了仿真分析,仿真结果表明离合器接合时操纵杆承受的最大冲击力平均减小了56%。