焊接结构件疲劳裂纹扩展的数值研究

针对焊接结构件中出现地裂纹现象,建立塔式起重机起重臂有限元模型。采用有限元数值模拟,同时考虑残余应力的影响,计算QTZ40塔机起重臂下弦杆与水平腹杆焊接处在变幅小车满载和空载状态下,不同长度裂纹对应的应力强度因子,建立裂纹应力强度因子幅与裂纹长度的函数关系,进而估算塔机起重臂的疲劳寿命。结果表明:应力强度因子幅随裂纹长度的增加而增大,当裂纹长度到达某一值后,应力强度因子幅呈指数型加快形式,故采取有效措施防止裂纹的快速扩展,可提高结构的疲劳寿命。     

柔性气动连续体机器人关节结构设计与运动学分析

基于气动人工肌肉和缆绳组合驱动,提出了一种三自由柔性气动连续体机器人关节,该关节具有结构紧凑、柔顺性高、控制简单等特点。通过分析该机器人关节结构特性,采用修正的D-H法,建立了其正反解运动学模型,求解了其位置运动学解和速度运动学解,通过仿真验证了关节结构的合理性和运动学方程的正确性。     

频率修正在超声变幅杆设计中的研究与应用

超声变幅杆在沿轴线方向作纵向振动时,由于存在泊松效应,纵向振动会引起变幅杆沿径向方向的横向振动。传统变幅杆在设计过程中,忽略横向振动的影响则会导致计算出的谐振频率高于实际频率。为了让变幅杆理论设计谐振频率与实际频率相符合,分别对简单圆柱杆和阶梯形变幅杆进行研究,推导出常用半径比范围内简单阶梯形变幅杆的频率修正公式,使其满足设计和使用要求,并可以减少能量传输过程中的能量损耗。     

助行训练机器人骨盆位姿机构动力学分析

为了辅助偏瘫病人完成行走训练,提出了一种助行训练机器人骨盆位姿控制机构,根据该机构的原理和组成,利用凯恩方法建立了骨盆平面机构的动力学方程,并根据骨盆位姿的运动规律进行了运动学仿真计算,得到了机构运动杆件的位移、速度和加速度曲线。通过解算动力学方程得到了驱动力曲线。计算结果表明:该骨盆位姿控制机构能够实现人体骨盆的位姿控制,通过控制x、z方向的移动机构和骨盆平面机构两个杆的伸缩,可以实现人行走训练时骨盆四个自由度的运动。     

双横臂独立悬架导向机构优化仿真及参数化台架实验验证

针对双横臂悬架导向机构,要获得前轮定位参数随车轮上下跳动而变化的预期目标,必须进行参数优化设计,但其设计结果是否准确、可信,取决于设计过程所取数学模型是否正确。建立基于ADAMS/View软件的双横臂悬架导向机构仿真模型,优化了导向参数在车轮跳动过程中的变化特性,并利用自主研制的参数可调式双横臂悬架导向机构实验台构建优化后的悬架机构实物模型,进行机构模型实测数据与仿真结果的对比分析,以验证仿真模型和优化结果的可靠性。结合仿真优化及台架验证,可使双横臂悬架导向机构的分析与设计更为可靠、高效。     

自卸汽车平顺性仿真分析研究

主要对自卸汽车悬架系统平顺性进行仿真分析研究。采用理论与试验相结合的方法,进行自卸汽车平顺性研究。在分析中首先要准确地建立能反映物理样机的动力学虚拟仿真模型,用理论分析计算所测量部位的振动数据,从而得出不同载荷下的悬架系统特性参数,所得到的参数为悬架系统的优化打下基础。     

尾部扩散器对某跑车气动性能的影响

以某跑车模型为研究对象,探讨尾部小型扩散器对于车身气动性能的影响。在初始模型的基础上,进行CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟计算,并对比风洞试验数据,验证仿真的可靠性。对初始模型的扩散器进行改进设计,加大扩散器的工作区域,研究其对于气动力的影响,并将改进后的扩散器与带有仿生凹坑型非光滑扰流器结合起来,通过数值模拟方法,得出压力和速度等流场参数,比较不同形式的扩散器对于气动性能的改进效果,分析气动力改善的原因。结果表明:通过对扩散器与非光滑扰流器的优化组合,能有效地提高气动负升力,减小气动阻力,达到了调谐车辆气动升力与气动阻力之间的耦合关系的目的。     

基于gt-power软件的某汽车排气系统消声器改进

通过gt-power软件对发动机某一转速下排气系统尾管噪声进行仿真。提出几种消声器改进方案,选出最佳方案。在该方案基础上,分析几种因素变化对消声器性能影响,选出较为理想的参数。最终使功率损失、插入损失等指标达到较好的水平,解决了尾管噪声过高的问题。得出了穿孔管,插入管长度,扩张腔体积对消声性能影响较大的结论。     

伺服压力机机械负载模拟系统的设计

搭建了整套伺服控制的软硬件系统。为了对伺服压力机的传动系统设计和控制进行优化,构建了一种用伺服电机模拟机械负载动力学特征,以模拟伺服非线性机械负载动力学特征的伺服压力机负载的模拟实验平台。该实验平台采用前馈与转速跟踪结合实施控制,以伺服电机作为可调控柔性负载等效于各种机械负载下的输出,在实验室环境下实现对于各种机械负载的模拟。由于规避了逆动力学特性的引入,本系统具有比以往测功机更好的动态响应特性。     

复合材料波纹板准静态压溃仿真与试验及材料模型参数分析

通过材料性能试验和复合材料波纹板准静态压溃试验,获得了T700/3234复合材料的力学性能参数及波纹板的压溃吸能结果。应用LS-DYNA进行复合材料波纹板压溃仿真分析,仿真结果与试验结果吻合较好,验证了复合材料波纹板有限元模型和材料模型的正确性。对材料模型参数进行变量分析,基于正交试验数据拟合得到了试件比吸能与其材料参数之间的非线性映射关系,构造出了相应的响应表面,对材料参数的选取方案进行了优化。结果表明,优化方法能够有效辅助有限元建模,大大减少模型试算次数。