精密机床角接触球轴承打滑特性仿真分析

以H7006C角接触球轴承为研究对象,通过ADAMS多体动力学软件建立考虑润滑作用下的轴承刚柔耦合多体动力学模型,分析了内圈转速、轴向载荷和径向载荷对轴承打滑特性的影响,结果表明:保持架打滑率随转速的增大而增加,随轴向载荷和径向载荷的增大而减小,且轴向载荷对保持架打滑率的影响更为显著.     

基于ADAMS的多层刚柔体耦合约束建模技术研究

以某多体机械系统中载荷支撑和连接件-多层刚柔耦合体为研究对象,其刚柔体耦合约束建模问题是解决该系统动态性能研究的瓶颈.以Pro\E和ANSYS为平台,基于ADAMS软件分别采用4种不同方法实现了刚柔体耦合建模;以实际工况为参考,研究了在系统整机运动仿真中,不同约束建模方式对系统运动特性的影响.结果表明,经合适处理约束后的多层刚柔体耦合约束模型能够较好地反映实际工况,符合设计要求.     

某鼠笼弹支一体化球轴承保持架打滑率分析

针对某鼠笼弹支一体化球轴承保持架打滑率问题,基于球轴承动力学理论,采用修正Craig-Bampton子结构模态综合法,对该鼠笼式弹性支承体与轴承外圈和轴承座之间进行刚柔耦合连接,建立了鼠笼弹支一体化球轴承动力学模型,分析了其保持架打滑率。结果表明:鼠笼式弹性支承轴承保持架在内引导和外引导下保持架打滑率均随径向载荷和轴承转速增大而增大,随轴向载荷增大而减小。     

浪形保持架兜孔径向游隙的计算

本文通过数学分析,建立了真球式浪形保持架和眼睛式浪形保持架兜孔径向游隙的计算公式。利用所推导的公式计算了305型单列向心球轴承保持架兜孔的极限游隙值。     

薄壁四点接触球轴承-腕部关节系统接触动力学分析

在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性。首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性。研究结果表明：在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好。该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考。     

角接触球轴承多体动力学分析

利用ADAMS软件建立了套圈、钢球和保持架的角接触球轴承多体接触动力学仿真模型,在不同转速、径向力和引导游隙下,运用ADAMS软件仿真分析了角接触球轴承的动力学性能、保持架的波动冲击和稳定性,讨论了角接触球轴承的接触力、保持架的角加速度及其质心运动轨迹等的仿真结果。研究结果表明,保持架的波动和稳定性与角接触球轴承的运动速度、引导间隙和载荷等因素相关。多体动力学模型和分析结果为不同工况下使用的角接触球轴承的动态设计和疲劳寿命提供了参考方法。     

某汽车鼓式制动器虚拟样机的建模与仿真分析

为研究鼓式制动器的模拟仿真情况,将摩擦片分别视为刚性体和柔性体。基于多体动力学分析软件ADAMS和有限元软件ANSYS,提出鼓式制动器多刚体模型和刚柔耦合模型的建立方法,得到制动性能仿真结果,然后分别与理论制动力矩相对比。结果验证了模型的正确性,且刚柔耦合建模方式更加合理。     

某型号泵车臂架刚柔耦合模型仿真研究

运用多柔性体理论和方法,结合混凝土泵车臂架系统三维模型,在臂架系统刚性模型的基础上,建立了其刚柔耦合模型;应用ADAMS软件分别对混凝土泵车臂架系统的刚性模型和刚柔耦合模型进行动力学仿真研究。并通过结果对比发现,刚柔耦合模型的末端轨迹和油缸受力更接近于实际情况,从而为臂架系统的设计改良提供了新的思路。     

刚柔耦合并联机器人动力学建模及仿真研究

并联机构在运动过程中存在弹性变形和刚柔耦合效应,对机构的运动及其稳定性具有较大影响。针对上述问题,以3自由度刚柔耦合并联机器人为研究对象,基于线性多体系统传递矩阵法(线性MSTMM)建立了刚柔耦合并联机器人多体系统模型和拓扑结构模型,推导了整体系统的空间转换方程和动力学方程;通过Matlab软件建立了机器人SimMechanics仿真模型,并基于PID控制策略对机器人进行了轨迹跟踪的仿真研究。结果表明,机器人末端输出的实际运动轨迹与期望轨迹基本吻合,机器人系统运动相对稳定,验证了该建模方法的正确性和有效性,为进一步对并联机构进行研究提供了一定的理论依据。     

航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学仿真

在轴承动力学分析基础上,考虑保持架的柔性特性,采用修正的Craig-Bampton子结构模态综合法建立了航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学方程,利用ADAMS系统开发了圆柱滚子轴承刚柔耦合动力学仿真软件,并对保持架动态性能进行仿真,着重对轴承工况和结构参数与保持架动态特性的关系进行了研究。仿真结果表明:振动应力引起的疲劳失效多发生在保持架梁处;高速轻载工况下保持架易产生较大的打滑;径向游隙适当增大有利于降低打滑率;兜孔间隙与引导间隙比值大于1后保持架运动平稳性明显变差。最后,试验验证表明,柔性保持架动力学模型所得结果比刚性模型所得结果更接近试验结果。     

基于ADAMS软件和改进遗传算法的柔性多体模型汽车悬架参数优化设计

针对汽车悬架优化模型简单、遗传算法概率参数主观选取问题、早熟问题，建立了汽车悬架柔性多体模型，并且对遗传算法进行了改进。通过建立遗传算法和ADAMS软件接口，首次实现了柔性多体模型汽车悬架参数的遗传算法优化。通过对33自由度的多刚体模型汽车悬架和42自由度的柔性多体模型汽车悬架进行优化分析，表明应用柔性多体汽车悬架模型的结果要优于多刚体汽车悬架模型的结果。     

Dynamics Analysis of a Parallel Mill-turn Tool Spindle Head Driven by Dual-linear Motors Using Extended Transfer Matrix Method

The hybrid dynamics of multi-rigid-body and multi-flexible-body system becomes the mainstream of multi-body dynamics.Currently there lacks a compact approach to model the hybrid dynamics,especially in modern machine tool application,due to the difficulty of solving the hybrid equations or the limitation of current software when dealing with the hybrid dynamics.The extended transfer matrix method(E-TMM),which extends elements in three-dimensional space with higher matrixes,is proposed to simplify the modeling process of the hybrid dynamics.The E-TMM modeling approaches of 3 basic elements including 3D vibrant rigid body,joint and flexible body are studied in details.A parallel mill-turn tool spindle head unit driven by dual-linear motors is chosen as a plant to demonstrate the E-TMM modeling process.By using E-TMM,the spindle head unit is simplified as a topological network consisting of the three types of element,i.e.,3D vibrant rigid body,joint and flexible body,including 11 rigid bodies,14 joints and 1 3D-Timoshenko beam.Then the dynamic model of the system can be easily obtained by deducing the element-network by means of state vector transformation.The dynamic characteristics of the spindle head,such as natural frequencies,dynamic flexibility,etc.can be predicted by solving the obtained model.Experiment verification indicates that the E-TMM is valid with enough accuracy in the dynamic analysis of the parallel mill-turn tool spindle head.The E-TMM is capable of modeling the dynamics of machine tool structure with no requirements of deducing and solving the sophisticated differential equations.Moreover,the E-TMM provides a simple and elegant tool for hybrid dynamic analysis in future dynamic design of machine tools.     

基于虚拟样机的贴片机动态精度分析

应用多体动力学方法模拟贴片机系统动态过程,仿真“测量”其误差值。根据贴片机的结构形式,建立贴片机的数学模型和虚拟样机模型。用考虑结合部影响的刚柔耦合模型模拟实际系统,而以多刚体模型作为理想系统,通过仿真得到贴片机的动态误差。仿真结果表明贴片机系统的动态精度能够被控制在许可范围内。采用激光干涉仪对仿真分析结果进行试验验证,试验结果与仿真结果吻合较好,验证了该方法的正确性。     

SIMPACK中的柔性体动力学仿真分析研究

介绍了通过结构有限元分析软件ANSYS和多体系统动力学分析软件SIMPACK的结合,在SIMPACK软件中进行刚柔耦合系统动力学分析的柔性体处理方法,并以铁道货车转K6型转向架为实例,研究了在SIMPACK软件中采用刚柔耦合方法进行铁道车辆系统动力学仿真分析的关键问题。     

摩托车振动仿真分析

基于多体动力学理论和振动理论,应用ADAMS软件建立了某摩托车的多刚体动力学模型,并在该模型的基础上,采用虚拟样机技术,研究该摩托车的振动特性。通过分析为该型摩托车的减振系统提出了改正设计意见。     

肘杆式压力机主传动系统动态仿真及优化设计

介绍了一种新型的由伺服电机驱动的肘杆式数控冲床。建立了整个驱动系统的三维数字化模型。通过对肘杆系统工作过程的分析并利用多体系统动力学软件(ADAMS)对模型进行了动力学模拟和优化设计。得到了模型的最优结构参数,提高了冲压效率。     

DYNAMIC CHARACTERISTICS ON PRECISION NC LATHE BASED ON MULTI-BODY SYSTEM THEORY

Based on multi-body system theory and the mainshaft system of precision NC lathe as object investigated,it is treated as a coupled rigid-flexible multi-body system which is made up of some rigid and elastic bodies in an especial linking mode.And a dynamic model is established.The problems of computing vibration characteristics are resolved by using multi-body system transfer matrix method.Results show that the mainshaft system of NC lathe is in the stable and reliable working area all the time.The method is simple and easy,the idea is clear.In addition,the method can be easily used and popularized in the other multi-body system.     

地面车载高架、高机动雷达多体动力学分析

以某地面车载雷达为例,针对其高举升的柔性多体升降杆系统,采用结构动力学中的Craig—Bampton模态综合法,对其弹性变形进行分析,将模态综合法与多体系统建模的第一类拉格朗日方程相结合,以适应刚体运动与弹性运动的耦合。在Virtual．Lab的Motion平台下,对整个多体系统进行仿真分析,可供同类产品设计参考。     

基于集中质量的铰接式自卸车平顺性仿真研究

根据振动力学以及多刚体系统动力学原理,分析了某铰接式自卸车的振动模型,同时进行合理的简化,建立了集中质量的虚拟样机模型,并在虚拟样机软件ADAMS上进行仿真。通过与试验的对比,也验证了仿真方法可行,仿真模型可靠。因此可用该模型计算随机激励下铰接式自卸车的响应,并进行整车动力学分析和悬架系统参数优化设计。     

Bandwidth-limited active suspension controller for an off-road vehicle based on co-simulation technology

This paper presents the design process of a controller for bandwidth-limited active hydro-pneumatic suspension employed by an off-road vehicle based on co-simulation technology. First, a detailed multi-body dynamic model of the vehicle is established by using the ADAMS/View software package, which is followed by validation using a vehicle field test. Second, a combined PID and fuzzy controller is designed for the bandwidth-limited active suspension system and then programmed by means of S-functions in Matlab/Simulink, to which a data exchange interface with ADAMS/View is also defined. Third, the proposed control algorithm is implemented on the multi-body dynamic vehicle model to enable the co-simulation to run repeatedly until a more practical controller is achieved. In the end, the proposed active suspension system is compared with a conventional passive system. Simulation results show that the proposed active suspension system considerably improves both the ride and handling performance of the vehicle and therefore increases the maximum traveling speeds even on rough roads.