人体步态差异性的参数化辨识方法及应用

通过对下肢3 个关节步态曲线建立具有共性控制点的数学模型,提出了以个体的局部形状参数作为区别同一关节中不同曲线的方法.实验采用Perception Neuron 动作捕捉系统,对正常组10 名健康男性青年,验证组2 名健康和3 名处于不同康复期的右腿踝关节损伤男性青年在正常步速下的步态数据进行实验测量以获得髋关节、膝关节和踝关节的上下位移轨迹曲线,并计算得出正常组步态曲线的局部形状参数作为判别步态正常与否的参考调整范围.经分析,验证组中健康被试者的局部形状参数大多属于该范围,而恢复较差的病人参数大多超出该范围,表明该参数化方法可有效辨别步态曲线差异,此外还可对康复评价的方法提供依据.     

内循环滚珠丝杠副反向器优化设计与仿真

针对内循环滚珠丝杠副中滚珠与反向器之间碰撞和摩擦易导致反向器失效的问题,以减小滚珠与反向器之间接触碰撞力和摩擦力矩为目标,正弦曲线和五次抛物曲线叠加权重比系数为设计变量,对现有反向器回珠曲线进行优化计算。在获得最优回珠曲线后,建立三维模型并进行多体动力学仿真分析。仿真结果表明:优化后的反向器回珠曲线有效的降低了滚珠与反向器之间的碰撞力和摩擦力矩,滚珠运行更加流畅,滚珠丝杠副的动态性能得到明显改善。     

内激励作用下齿轮箱动态响应与振动噪声分析

综合考虑齿轮时变啮合刚度及齿轮误差等内部激励的影响,建立了齿轮箱稳态动响应分析模型。采用模态叠加法进行求解,得到了齿轮箱节点位移动响应时域历程,对激励中各谐波成分对齿轮箱动响应的影响做出了分析。采用声固耦合的方法对齿轮箱噪声辐射进行求解,得到了齿轮箱噪声谱。计算了齿轮箱各板面对声场总声压的贡献度,依据板面贡献度计算结果,提出了模型改进方案,并对各改进方案的降噪效果做出了评估,为齿轮箱的设计提供了理论依据     

滑动轴承支承人字齿轮行星传动固有特性分析

考虑滑动轴承支承刚度不对称和耦合特性,建立计入内齿轮轴向振动的人字齿轮行星传动动力学模型。利用4个刚度系数描述行星轮滑动轴承支承油膜刚度。分析系统的自由振动特性,发现系统存在5种振动模式:中心轮扭转—轴向振动模式、内齿轮扭转—轴向振动模式、中心轮横向振动模式、内齿轮横向振动模式和行星轮振动模式。根据每种振动模式的振型特征,推导出5种模式固有特性的低阶计算公式。系统固有频率的分布范围比直齿、斜齿行星传动系统小。结果表明,油膜刚度不对称不会对振型特征产生影响,但是刚度耦合不对称时中心轮横向振动模式会发现显著变化:对应的二重固有频率变成两个不同的单重频率,振型呈现新特征。     

基于关系型数据库和Java内容仓库的机械产品仿真数据管理

机械产品仿真数据的管理是机械仿真工作的重要环节.当前主流的产品数据管理系统(PDM)对机械仿真产生的海量、非结构化的数据缺乏行之有效的管理.根据机械产品仿真数据的特点,从仿真数据结构类型、仿真数据存在的形式、仿真学科和仿真分析过程四个方面对机械产品仿真数据进行分类,利用关系型数据库和Java内容仓库在数据存储、管理方面的优势,建立起它们之间的信息共享机制,共同管理机械产品的仿真数据.最后通过某动部件系统的仿真分析结果来验证关系型数据库和Java内容仓库在管理机械产品仿真数据时的实用性和有效性.     

自适应无网格方法在弹塑性接触中的应用

应用h型自适应无网格方法对二维弹塑性接触问题进行研究.无网格方法结点排布灵活 ,计算中可根据需要增减结点,便于自适应分析,通过对弹塑性本构关系和弹塑性接触问题的 阐述,给出了自适应无网格方法求解弹塑性接触问题的计算模型和程序流程.采用自适应方 法分别对圆柱体弹塑性接触和粗糙表面弹塑性接触算例进行求解,并分别与其均匀密化解进 行比较.结果表明,在同等条件下采用自适应无网格方法对弹性-理想塑性和弹塑性接触问题进行计算能在较小的计算耗费下取得较好的计算结果.     

转速与负载对减速器振动噪声的影响研究

以单级圆柱齿轮减速器为研究对象,综合考虑齿轮时变啮合刚度及误差激励的影响建立了传动系统动力学模型。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法对减速器振动噪声辐射进行了分析,得到了齿轮箱节点动响应时域历程及声场场点噪声谱,论述了激励中各谐波成分对齿轮箱振动噪声辐射的影响。对多工况下齿轮箱振动噪声辐射进行了计算,就转速及负载对减速器振动噪声的影响做出了分析,得到了系统动载荷随转速的变化规律,噪声辐射随负载变化规律以及齿轮箱共振频带分布,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。     

纳观纹理表面摩擦过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了半球形刚性压头在单晶铜基体上的纳观黏着滑动接触过程。设计了不同纹理表面,研究了表面纹理方向和纹理密度对滑动摩擦力的影响。模拟结果表明:表面纹理密度小于50%时,0°和90°方向纹理表面的滑动摩擦力振幅较小,且45°方向纹理表面最易发生滑移塑性变形;纹理密度相差较大时,对于0°和90°方向纹理表面,滑动摩擦力随纹理密度的增大而增大;在较小的纹理密度下,0°和90°方向纹理表面的减摩效果优于光滑表面的减摩效果;纳观纹理表面的引入对滑动摩擦力的大小产生影响,但没有改变滑动摩擦力的波动周期。     

锥杆式对接机构对接过程动态特性有限元分析

综合考虑对接速度和对接角度在航天器对接过程中对锥杆式对接机构动态特性的影响,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了锥杆式对接机构多体接触有限元模型。基于显式动力学有限元算法,采用全积分单元进行沙漏控制,通过调整单元密度和采用混合时间积分算法提高计算速度,对锥杆式对接机构进行动态特性分析,得出了对接机构在对接过程中的动态响应及结构体的应力波动。分析结果表明:对接机构的动态特性参数会随对接速度及对接角度的增加呈现递增趋势;锥杆式对接机构的锥孔尺寸会引起对接过程中机构动态特性发生显著变化。