大型正铲液压挖掘机工作装置性能的优化仿真

针对大型正铲液压挖掘机工作装置工作范围和挖掘力的性能优化问题,首先采用ADAMSMew开发了液压挖掘机工作装置的运动学仿真模型,通过对其进行运动学仿真得出了挖掘包络图与工作范围性能指标,并通过调整铰接点位置的优化方法对工作范围的性能进行了优化;然后利用ADAMS/Hydraulics开发了正铲液压挖掘机工作装置液压模型,集成于工作装置运动学模型,从而建立了工作装置动力学模型,对其进行了挖掘力性能仿真研究,通过调整铰接点位置的优化方法对最大挖掘力进行了优化.研究结果表明,通过采用该仿真优化方法,提升了工作装置的工作范围与挖掘力的性能,筛选出的最终优化方案,将作为研发大型液压挖掘机的设计依据.     

主蒸汽隔离阀驱动装置动作性能优化方法研究

主蒸汽隔离阀及其驱动装置是保障核电站安全运行的重要设备,其动作性能关系到核电站的安全。为此,提出了一种基于联合仿真的主蒸汽隔离阀驱动装置动作性能优化研究方法,分析了各工况下的动作性能指标与影响参数,揭示了氮气压力对动作性能指标的影响规律,给出了一种动作性能优化模型及算例,得到了最佳动作性能随氮气压力变化的曲线,计算结果可为主蒸汽隔离阀驱动装置的国产化研发和工程实际优化应用提供参考。     

微型晶振平行缝焊平台误差建模及分析

平行缝焊平台的误差分析对于微型晶体谐振器封装质量具有重要意义。针对平台的精度需求,分析了误差源,确定了误差传递主路径;基于误差的传递规律以及平台结构特点,改进了齐次坐标变换方法,建立3个特征坐标系,并分析加工误差和装配误差对平台位置误差的影响;建立平行缝焊平台中X-Y平面和Z轴方向零件装配时的误差模型,并基于这两个基本模型建立平行缝焊平台的位置误差通用模型;通过MATLAB软件上对所建立的误差模型进行仿真分析,验证了模型的正确性,并在满足重要尺寸精度要求的前提下,求得了允许的误差变化范围。     

参数化方法在微机械谐振器设计中的应用

从理论上分析了微机械音叉谐振器的机械力学特性,给出了活动梳齿的工作模态频率解析解,提供谐振器结构设计的依据.利用基于MAST语言实现的MEMS宏模块建立微谐振器系统级通用参数化仿真模型,为验证外围电路提供了基础.事例仿真结果与理论模态分析相一致,验证了模型的有效性.通过减少梁固接端弹性系数、合理安排激励电极能抑制一阶模态扰动.工作模态谐振频率对结构参数的敏感性分析为优化谐振器性能提供基础,使工作模态远离其它高阶模态.敏感性仿真表明在横向振动微谐振器中,工作模态谐振频率随梁长的增加而减小;随梁宽的增加而增大;结构层厚度对横向振动频率没有影响;梳齿部分所有参数的变化造成频率的相反变化.     

基于AMESim的液动连杆机构运动特性仿真研究

拍击式大块破碎装置利用液动连杆机构的摆杆回转来击碎大块目标,“强冲-快回”是对拍击动作的基本要求。为提高单次冲击能量,设计了基于二通插装阀和液控单向阀的大流量控制回路,实现了机构运动参数的实时获取,并利用AMESim软件构建了“液压系统-连杆机构”联合仿真模型,进行机构动作的动画展示,同时比较了拍击锤质量、铰接点位置和供液压力等对液动连杆机构运动特性的影响。仿真结果表明拍击锤冲击可以等效7倍以上重力加速度,补液、回程过程可在2.7 s内完成,为拍击破碎装置的设计和工作参数选取提供了依据。     

纸杯机卷封装置运动特性分析与纸杯成型质量控制

纸杯机卷封装置的运动相对复杂,在对纸杯成型工艺及纸杯机卷封装置组成结构分析的基础上,利用Pro/E软件,建立了基于虚拟样机技术的卷封装置模型,主要包括凸轮机构、连杆机构、曲柄滑块机构等传动机构,以及工艺执行机构抱合器.并利用Pro/E中的“机构”模块对所建立的卷封装置模型进行了运动仿真,绘制了执行机构的运动曲线图.通过运动特性的分析,证明了该模型的正确.同时分析了卷封装置中凸轮的磨损状态,以及对纸杯成型质量的影响,为提高产品质量提供了设计依据.     

新型螺杆活塞式摆动马达

摆动马达是液压和气动系统中的执行元件,其功能是借助液压或气压的作用,在有限的角度范围内,往复回转摆动,驱动外界的扭矩负载,如各种定位装置、回转分度器、摇摆动作等多种功用,是流体动力系统的重要组成部分。     

ZnO梁谐振仿真与分析研究

基于ZnO材料的半导体特性,制备了一款敏感元件为纳米尺度的谐振器.阐明了一维半导体材料静电激励场效应拾振的检测原理,利用COMSOL Mutiphysics耦合仿真分析软件,建立了ZnO谐振梁仿真模型.仿真分析了ZnO梁静电激振参数的对谐振特性的影响,优化得到最佳激振参数:交流0.01 V,沟道深度1.2μm.采用MEMS工艺制备了谐振器基底,利用转移工艺形成了长度50μm,直径550 nm的ZnO谐振梁元件,并通过FIB沉积技术形成欧姆接触.基于混频锁相原理,测量了ZnO谐振梁静电激振场效应拾振的幅频特性,结果表明该谐振梁特征频率为1.018 MHz,与仿真结果吻合.     

气动式果蔬包装机的设计与试验

该文介绍了一台能够对水果和蔬菜进行保鲜膜包装的设备。设备以气泵作为动力源,由气动回路控制包装执行元件的顺序动作,设计过程中为了验证方案可行性,采用有限元软件对关键部件进行了强度校核,采用动力学分析软件对机构运动进行了仿真,依据仿真结果,完成了优化设计。最后进行了工程样机的加工、装配、调试、试验,验证了装置具有良好的包装效果。     

电磁加热炉液压翻转装置翻转控制策略研究

针对翻转缸动作过快损坏板坯表面质量及翻转动作过慢使止推臂不能有效支撑板坯等问题,提出了基于模糊神经网络算法的预设定协调控制策略,建立了板坯翻转预设定运动轨迹模型,并对该控制系统进行仿真分析。结果表明,基于模糊神经网络算法的预设定协调控制策略使板坯翻转机构运行平稳、振动小、动态跟随性能好、定位准确,满足高牌号取向硅钢生产工艺要求。     

汽车悬架性能优化及操纵稳定性研究

运用虚拟样机技术,建立双横臂前悬架虚拟样机模型。通过虚拟仿真,得到前轮定位参数,揭示其运动学规律;通过修改模型硬点坐标,优化前悬架性能使其达到使用要求。基于ADAMS/Car软件建立整车仿真模型;依据我国现行整车操纵稳定性试验国家标准,对整车虚拟样机进行了稳态回转、转向回正、转向轻便性、蛇行、转向盘转角阶跃输入以及转角脉冲输入试验,并对该车操纵稳定性各性能指标进行了评价。研究结果对汽车操纵稳定性实车试验具有一定的参考意义。     

基于ITI-SimulationX的快锻液压机液压系统仿真

利用ITI-SimulationX软件建立了大型快锻液压机液压系统模型,给出了系统快锻工况下的工作性能指标和主要元件运行状态,并通过对比仿真结果与调试现场采集数据验证仿真模型。结果表明:仿真模型与实际系统吻合较好,为ITI-SimulationX软件在工程系统研究领域的应用提供了可行性依据。     

几种液压同步回路的设计应用

同步控制是指两个或多个执行元件在运动过程中的位置保持同步.为了实现基本同步,通常采用以下方法:使用机械连接使各执行元件同步动作;使流进和流出执行元件的流量保持一致;测量执行元件的实际运动速度,并对流进和流出执行元件的流量进行连续控制.文中分析了几种液压同步回路的优缺点,提出在保证所要求的同步精度条件下,应尽量使设备简单和经济.     

基于遗传算法的变掌机械手结构优化

针对机械手工作范围有限的问题,提出一种基于对称双五杆滑块并联机构的变掌机械手,安装有一个固定手指、两个动手指,可实现两个动手指相同的变位及转位运动,并起到夹持作用。根据实际应用中对工作空间和均布抓取性能的要求提出性能指标,通过性能指标及约束条件建立多目标优化模型,利用多目标遗传算法优化目标尺寸。结果表明曲柄的长度对机械手抓取范围影响最大,并确认了机构死点位置。     

基于微型遗传算法实现特定轨迹和姿态要求的新型机构设计及优化

针对自动化机械生产中较为复杂的生产工艺要求,首先设计了一种可以实现特定轨迹和姿态要求的新型机构,该机构为齿轮凸轮组合机构,其中齿轮机构用于实现组合机构执行端的直线往复运动,凸轮机构用于实现组合机构执行端的特定姿态要求以及配合齿轮机构的直线运动实现不同的轨迹要求。然后基于微型遗传算法,提出了通过优化新型机构中凸轮廓线来实现执行端的特定轨迹和姿态要求,同时实现其运动性能优化的方法。作为算例,将新型机构应用于超高速烟草包装机的铝箔烟包传送系统中,通过对机构的凸轮廓线的优化实现了铝箔烟包上短边折叠及其推送动作,同时还实现了机构运动性能的优化。结果表明:基于微型遗传算法优化的齿轮凸轮组合机构不仅可以实现铝箔烟包的折叠和推送动作要求,而且具有良好的运动特性,可减小对铝箔烟包的损坏,提高包装质量。     

基于并联机构调姿的大部件支撑点优选

为了提高基于并联机构形式的数字化调姿装置的操作性能和支撑稳定性等,对部件上的支撑点位置进行了优化选择。建立了该定位调姿装置的运动学模型,根据分支机构运动链的矢量图形,求解了定位调姿装置的位置方程及机构雅克比矩阵;根据机构雅克比矩阵建立了调姿装置的灵活度、承载力和刚度等性能评价指标;根据定位雅克比矩阵建立了调姿装置对部件定位时的支撑稳定性指标;对上述指标进行综合评价,根据指标的优化得到了部件的优化支撑点位置。分析结果表明:基于并联机构形式的大部件调姿装置的性能评价指标和位姿无关,支撑稳定性和姿态有关,且各指标依赖于初始支撑点的选择,以上结论为大部件定位支撑点的选择提供了参考。     

汽车悬架系统的运动仿真及优化设计

针对某微型电动汽车的麦弗逊式独立前悬架系统,利用ADAMS/Car建立了虚拟样机仿真模型,对悬架的几何参数和车轮的定位参数进行了分析,并利用ADAMS/Insight模块,以悬架的前束角、车轮外倾角和主销后倾角为目标对悬架进行了优化设计。通过运动仿真掌握了悬架的运动学规律及运动学特性,为悬架优化提供了有效的数据支持;优化使车轮定位参数在跳动过程中的变化量处于更合理的范围内,从而使悬架的运动特性更符合设计要求。     

基于AMESim注塑机快速合模系统的建模仿真及节能研究

基于AMESim仿真软件,利用其超级元件功能建立并简化了注塑机快速合模系统的模型.对比仿真结果与实验数据,验证了所建模型的正确性.采用活性指数显示元件的能量,并用软件优化工具NLPQL进行相关元件的尺寸优化,以降低系统能耗.     

高速凹印机气动控制系统设计

依据高速凹印机印刷过程对印刷机各个工作机构的动作要求，设计了气动位置控制系统，包括给纸部分和收纸部分的裁切装置、驱动装置、浮动辊装置，印刷装置的离合压机构等气动控制系统。通过使用气动仿真软件对设计系统进行仿真，系统完全符合凹印机印刷要求。     

基于ADAMS的LED分色分光机定位测试装置的研究

针对大功率LED全自动分色分光机的定位测试装置精度偏低的问题,根据弹性接触的应力理论,建立了测试装置的动力学模型,将3个输出方向上的复杂问题转化为等效的多自由度质量-弹簧-阻尼模型。从此模型出发,又采用多自由度系统振动理论,建立了输出随输入变化的运动微分方程。最后,在ADAMS中建立了虚拟样机模型,为了优化刚度和预载荷,分别基于GRG和SQP这两种优化算法进行了优化仿真分析,结果表明采用SQP算法时优化效果更加明显。