一种混凝土泵车臂架多姿态固有频率的数值算法

为方便快速计算泵车臂架任意姿态的固有频率,提出一种数值算法。首先基于传递矩阵法建立臂架力学模型,以快速计算其任意固定姿态的固有频率,并分析其结果的准确性;而后由大量姿态的位置及频率值,数值拟合出一个频率关于姿态的回归计算公式。对比力学模型,有限元模型,以及回归公式的计算结果。结果表明该计算公式在保证计算精度的情况下可以极大地减小计算量,缩短计算时间,同时验证了多元函数的混合拟合方法的可行性。从而对臂架动力性能分析,实时监测具有参考价值,同时对于其他学科该拟合方法也具有参考意义。     

列车车轴表层和内部淬火残余应力的有限元模拟

对盐水淬火35CrMo钢车轴的组织场和应力场进行了有限元模拟,然后采用X射线衍射法和剥层法分别对车轴表层和内部的残余应力进行了测试,用以验证模拟结果。结果表明:车轴表层轴向残余应力有限元模拟结果与试验值误差约为15%,表层环向残余应力误差约为20%,符合欧洲EN 13261-2003标准;轴向和环向残余应力均随着距表层深度的增加逐渐减小。     

多体列车车轴淬火温度场模拟和残余应力研究

建立了35CrMo车轴淬火工艺的温度场模拟有限元模型,分析了其在盐水淬火、PAG溶液淬火、油淬、空冷方式下的表层和内部温度场分布规律;然后采用X射线衍射法对35CrMo车轴表层和内部进行了残余应力测试。测试结果表明:仿真数据和实测数据吻合较好,且表面残余应力结果符合欧洲标准,验证了仿真模型的正确性。     

电推力器推进剂管道大变形弯曲特性仿真研究

根据电推力器指向机构的实际机械结构,建立了推进剂管道仿真模型.利用Abaqus有限元仿真软件分析对比了推进剂直管道和螺旋管道大变形弯曲应力,随后又分析了不同中径、内径、有效圈数三个变量对螺旋管道应力的影响.仿真分析结果表明,直管道在大变形弯曲情况下应力远远超过屈服强度,螺旋管道在同样条件下,应力未超过屈服强度;控制上述变量中两个变量不变时,随着中径变大,应力越来越小;随着内径变小,应力越来越小;随着有效圈数增多,应力越来越小.该研究可用于电推力器推进剂管道方案的设计和参数优化.     

计及铰间隙的多柔体机械臂动力学特性

地面长臂机械研究中一般都将铰当成理想铰处理而忽略铰间隙的影响,为得到更符合实际运动学规律和动力学特性的结果,首先,采用Lankarani-Nikravesh模型并选取合适的摩擦因数,分析加入第1节臂和加入全部4节臂油缸连接旋转铰间隙接触摩擦的影响;其次,建立对应的多柔体臂架的刚柔混合模型,对理想铰和铰间隙臂架模型的末端轨迹和振动特性进行数值分析。结果表明:加入铰间隙模型的末端振动位移比理想铰模型的末端位移增大,第1节臂液压油缸最大受力值也对应增大;考虑铰弹性的第1阶固有频率比理想铰模型有所降低,证明此类机械铰间隙的影响不能忽略。最后,通过臂架实验台验证了模型的合理性和数值仿真的正确性,为此类机械设计和工程应用提供参考。     

多体泵车臂架运动学规律仿真和实验研究

水泥混凝土泵车臂架是典型的多体非线性系统,臂架的柔性以及与连杆之间的耦合作用增大了臂架运动学轨迹和动力学响应求解难度。采用模态缩减法建立臂架刚柔混合模型,利用虚拟弹簧阻尼法建立液压缸等效连接,运用计算机仿真算法研究柔性臂、连杆、铰之间的复杂运动学规律,分析臂架柔性和等效油缸弹簧阻尼对末端位移的影响,最后通过实验验证仿真结果的正确性和合理性,为臂架虚拟样机设计、低频振动控制、轨迹预测提供参考。     

多体系统抱罐车驾驶室模态分析与测试

抱罐车是由车架、工作臂、车桥、转运罐等组成的多体系统,驾驶室在作业中受频繁方向改变冲击载荷以及车架柔性振动的影响,影响操作人员的安全性和舒适性。为研究其振动特性,建立某抱罐车驾驶室的三维模型,进行振动模态的有限元仿真和理论分析,得出其前五阶固有频率和振型,最后通过现场的锤击静态测试和冲击载荷动态测试证明理论分析和仿真的正确性,为抱罐车整机设计和驾驶室振动控制提供参考。