粗纤维打捆机喂入压缩机构刚柔耦合模型的动态仿真分析

依据柔性体建模理论,通过ANSYS与ADAMS联合建立粗纤维压缩打捆机构的多刚体模型及刚柔混合模型并进行仿真分析,获取该机构中的曲柄与连杆、连杆与压缩活塞之间铰接处的位移、受力及速度变化曲线并进行对比分析,得出刚柔耦合模型中由于柔性体的存在,在运动初始或中间时刻,柔性体易产生一定的变形,从而会使刚柔耦合模型与多刚体模型的运动规律产生偏差或振荡。研究结果表明柔性体对机构运动规律的影响不可忽略,同时刚柔耦合虚拟样机模型的建立为后续精确动力学分析和物理样机的研制奠定了基础。     

由串联四杆机构组成的多连杆压力机运动特性研究

针对连杆机构的运动特点,设计了串联四杆机构作为压力机的工作机构。利用系统动力学软件ADAMS建立了串联四杆机构的多体动力学模型并作了运动仿真。研究了曲柄长度和滑块偏心距的变化对滑块位移、速度、加速度的曲线形态的影响。仿真结果表明:随着曲柄长度增加,滑块的行程增大,滑块的运动特性变差;而滑块偏心距的增加对滑块运动曲线形态的改变具有相反的作用。研究结果可对多连杆压力机的开发提供参考。     

由串联四杆机构组成的多连杆压力机下死点精度的研究

针对压力机的工作特点,分析了滑块下死点精度对于工件精度和模具寿命的重要性。利用系统动力学软件ADAMS建立了串联四杆机构的多体动力学模型并作了运动仿真。研究了曲柄长度、曲柄转速、滑块质量和滑块偏心距的变化对滑块下死点位移曲线的影响。仿真结果表明:随着曲柄长度、曲柄转速或者滑块质量的增加,滑块的下死点会向下偏移,且滑块在下死点附近的位移曲线波动会增大;而滑块偏心距的增加对滑块下死点位移的影响具有相反的作用。文中研究结果可对多连杆压力机的开发提供参考。     

含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构的平面柔性多连杆机构多体动力学建模与动态误差分析

为预测多连杆高速精密压力机的动态精度,有必要建立多连杆机构的动力学模型。传统模型仅考虑间隙和构件柔性等因素,通常忽略了曲轴转子-轴承系统结构的影响,导致多连杆高速精密压力机的动态分析精度下降。本文提出了一种含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构平面柔性多连杆机构多体动力学建模与仿真方法并构建了滑块与曲轴两者之间的动态尺寸链,该方法同时考虑了间隙,连杆和曲轴的柔性以及轴承的刚度等因素。仿真结果表明,在空载和冲裁两种工况下,基于含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构平面柔性多连杆机构多体动力学模型的动态响应比传统模型更接近实验结果,验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,在空载工况下,滑块在下死点位置存在剧烈加速度波动,而冲裁工况下,滑块在下死点位置产生冲击峰。曲轴转子-轴承结构的存在加剧了滑块位移偏离误差,润滑油的存在对整个机构起到了缓冲作用,但并不能显著提高滑块的运动精度。下滑块与连杆之间运动副间隙处润滑油膜不足以抵消运动副元素之间的碰撞和冲击,导致润滑油膜在运行过程中破裂,销轴与轴承衬套之间只存在一种永久接触状态。此外,研究了间隙尺寸、打击力以及轴承的接触角对机构动态误差的影响规律。     

基于ADAMS的曲柄滑块压力机刚柔耦合模型的动态仿真分析

为了考虑压力机柔性体部件对机械运动的影响,通过借助于有限元软件和ADAMS软件的联合,创建柔性构件(采用ADAMS/Flex方法),建立了曲柄滑块压力机的多刚体及刚柔耦合的虚拟样机模型,对其进行运动学仿真,比较了二者的区别,得出刚柔耦合模型更能反映机构的真实运动.     

基于虚拟样机的拉延压力机工作机构运动性能研究

针对双动拉延机工作机构的特点,分析了内滑块传动系统的运动特性。利用虚拟样机软件ADAMS建立了内滑块传动系统的多体动力学模型,以优化所得的"连杆曲线"型六连杆机构为例,对机构的运动性能进行了分析。同时,建立了相应的曲柄滑块机构,对两种机构的滑块位移、速度与加速度曲线进行了比较。结果表明:与曲柄滑块机构相比,该六连杆机构在下死点附近的速度低,加速度小,具有急回特性的特点。研究结果可对拉延压力机的开发提供参考。     

考虑杆件柔性的间隙机构系统磨损分析

基于机械系统动力学分析软件ADAMS建立了含多间隙曲柄滑块机构的动力学模型,利用冲击函数理论模拟间隙处的接触碰撞作用,详细研究了构件柔性和铰链间隙对机构系统动力学特性的影响,并应用Archard磨损模型对间隙运动副的磨损进行了预测。当考虑杆件柔性时,应用ANSYS程序创建连杆的有限元模型,取连杆的前五阶模态导入ADAMS中建立含柔性连杆的多间隙机构动力学模型并进行动力学仿真计算,结果发现,考虑杆件柔性时的间隙机构系统动态行为在很大程度上趋于理想机构,在曲柄转动一个周期的过程中间隙运动副除在几个特定的位置处发生了较大的碰撞外,轴销与轴套均保持连续接触,且预测所得的磨损量也较小。     

铰接连接结构动态响应与强度计算方法

针对使用铰链连接结构的曲柄连杆可动机构,分别建立其刚性多体系统和刚-柔耦合多体系统模型,并在同一运动控制规律下分析柔性构件弹性变形存在与否对运动机构动态响应和约束载荷的影响。对可调机构建立刚-柔耦合模型,对不同速度的系统运动规律下研究构件惯性项和杆件所受约束的载荷-时间关系,分析在同位移关系下惯性项与外力项的变化关系。最后利用多体动力学商业分析软件将多体动力学计算结果作为输入,使用有限元软件实现全运动过程中强度计算分析。     

耦合铰间隙和柔性作用的曲柄连杆机构动力学分析

铰间隙和连杆柔性是影响机构动力学性能的主要因素,其决定了机构运行的可靠性.以曲柄连杆机构为对象,采用Lagrange乘子法建立了耦合连杆铰间隙和连杆柔性作用的动力学模型.在此基础上,系统研究了间隙大小、连杆柔性及其耦合作用对机构动力学输出响应的影响.结果表明,同一运转周期内,碰撞主要集中在运动前期靠近曲柄或连杆的两侧;间隙增大,加剧铰接构件间的碰撞,碰撞力和相互嵌入深度的振荡幅值明显增大,会降低轴心轨迹的稳定性;适当的构件柔性处理可以缓和间隙引起的碰撞冲击.     

机械式压力机曲柄六杆机构运动学特性分析

与曲柄连杆滑块机构相比,以曲柄六杆作为组合传动机构的终级输出构件向工作机构(滑块)传递运动和动力具有一些较好的特性.曲柄六杆传动机构中主动件与运动输出滑块之间的位置、速度及加速度关系是机构运动学分析、机械机构设计的基础.对机械压力机曲柄六杆传动机构各构件的运动学特性从理论上进行了分析,建立了理论分析计算公式,并进行了仿...     

运动副间隙对曲柄滑块机构运动特性的影响

选取典型的曲柄滑块机构为模型,在ADAMS软件环境下,对该机构进行了建模。在ADAMS软件机构几何参数设置相同的条件下,建立了含间隙的铰链结构,和没有间隙的铰链结构进行对比仿真分析,经观察滑块的位移、速度、加速度随时间的变化曲线,得出有运动副间隙时,滑块的加速度随时间的变化情况最为明显。与此同时,改变曲柄的转速,观察滑块在不同转速下的动态变化情况,仿真的结果显示,转速增加一倍时,滑块的位移随时间的变化量基本不变,速度的最大值增加一倍,加速度的最大值也跟着增加了二倍多。     

不同转动副间隙对曲柄群驱动机构的动力学特性影响研究

曲柄群机构是一种含有冗余约束的连杆桁架驱动机构.针对机构特性,在采用"连续接触模型"的动力学模型基础上,以6个曲柄的曲柄群机构为例,建立机构虚拟仿真模型,利用Adams对转动副间隙半径不同时的机构动力学特性进行了研究.结果表明,在一定的要求精度范围内,转动副间隙大小对从动构件的位移和速度的整体影响不大,但对从动构件加速度和接触力影响明显;转动副间隙半径设置越大,从动构件加速度和运动副接触力振荡幅值越小,振荡频率越大.     

部件柔性对含间隙多体系统动力特性的影响

构建了含有混合间隙的刚柔耦合多体系统动力学模型,研究了部件柔性对多体系统动力特性的影响。首先,建立了混合间隙碰撞力模型;然后,以曲柄滑块为研究对象,采用自然坐标法和绝对节点坐标法分别建立了刚性构件和柔性构件的动力学模型,通过时域和频域分析了连杆柔性对动力特性的影响。结果表明,柔性构件对间隙碰撞力有一定的缓冲作用,能缓冲碰撞的高频振动,而且柔性部件随着弹性模量的减小对高频响应的缓冲效果更加明显。     

计及二阶效应的刚柔耦合连杆系统动力学分析

根据虚功原理和达郎伯原理推导了计及二阶效应的柔性单元运动方程,并利用刚化条件得到了刚性梁单元运动方程,给出了刚柔耦合连杆系统动力学建模与分析的方法.对构件刚度相差悬殊的多体系统进行动力学分析时,如若当作多刚体系统分析,会因忽略弹性变形导致结果不准确;当作多柔体系统建模分析求解,则因自由度太多导致方程庞大难求解.可行的方法是:将刚性单元与柔性单元耦合建模,在多柔体系统基础上,引入刚性单元和刚性约束条件,对刚性构件自身的动力学特性进行等效,然后按照一般弹性系统有限元方法集成得到虚拟柔性系统动力学方程,建立过渡坐标与广义坐标关系,消除非独立坐标,得到真实的系统运动方程,降低系统方程维数,提高分析效率.以曲柄滑块机构为例,介绍了计及二阶效应的刚柔耦合系统动力学的建模分析过程.     

基于MATLAB_Simulink的偏置式曲柄滑块机构运动学仿真

针对偏置式曲柄滑块机构,建立了速度和加速度的闭环矢量方程,使用MATLAB_Simulink对偏置式曲柄滑块机构进行了运动学仿真,得到了连杆及滑块的运动曲线.使用这种方法可以方便地观察到机构运动特性的变化,提高了设计效率和机构精度.     

含间隙机构的动力学仿真与分析

使用ADAMS建立含运动副间隙的曲柄滑块多体动力学模型.根据Hertz理论,设置适当的仿真参数,对含运动副间隙的曲柄滑块模型进行动力学仿真分析.通过理想关节与含间隙关节的接触力以及运动机构中某一点的位移、速度、加速度等结果的比较,得出间隙对机构运动副的影响.     

非圆齿轮-曲柄滑块式驱动机构设计与分析

提出了一种非圆齿轮副串联曲柄滑块来实现往复直线运动的新型机构,建立了该新型机构的运动学分析模型,并以预定速度曲线为目标反求满足工作要求的非圆齿轮节曲线。分别以输出部件遵循变形梯形加速度和余弦加速度运动规律输出为例,计算了该机构的非圆齿轮副传动比函数,并研究了曲柄连杆比和等加速等减速区间占比对传动比函数的影响规律。结果表明,当滑块满足变形梯形加速度运动规律时,随着曲柄连杆比的增大,传动比变化的幅度逐渐增大;等加速等减速区间占比对传动比影响不大。当滑块满足余弦加速度运动规律时,随着曲柄连杆比的增大,传动比函数的变化幅度明显增大。     

基于TurboC程序的曲柄滑块机构的运动仿真

通过对平面曲柄滑块机构的数学建模,用TurborC编程和参数化绘图,输入曲柄滑块机构的结构参数和运动参数,实现对整个机构运动过程的仿真,并输出滑块的位移、速度、加速度随时间变化的曲线。     

Excel下曲柄滑块机构的可视化、运动分析与动态仿真

建立了通用曲柄滑块机构的运动学计算模型,在Excel环境下对模型进行了可视化、运动分析和机构运动仿真,实现了对曲柄滑块机构位移、速度和加速度变化的动态模拟,为曲柄滑块机构的运动和动力特性分析和优化提供了一种简捷而实用的方法.     

斯特林机菱形传动机构动力学建模与刚柔耦合问题求解

目前斯特林机的数字化样机广泛采用多刚体力学理论建立,忽略了运动过程中传动构件的弹性变形与内应力作用,难以准确反映斯特林机及菱形传动机构的真实工作过程。针对斯特林机及菱形传动机构复杂的运动学与动力学特性,基于三维建模技术、有限元方法和多体动力学理论建立其菱形传动机构的刚柔耦合模型。通过刚柔耦合动力学问题求解,获得了配气活塞和动力活塞的位移、速度、加速度等运动规律,分析了柔性化连杆对斯特林机配气活塞与动力活塞运动过程的影响,验证了斯特林机在启动阶段的波动情况。分析结果为深入分析连杆应力应变动态响应提供了更加准确的边界条件,也为斯特林机结构开发与优化设计提供了借鉴方法。