混凝土泵车臂架刚柔耦合动力学分析

混凝土泵车臂架的柔性效应对其零件的强度、末端运动轨迹和液压缸驱动力都产生不可忽略的影响,因此对其进行刚柔耦合分析是必要的。基于有限元分析软件ANSYS和动力学分析软件ADAMS,建立了27m混凝土泵车臂架的多刚体模型和刚柔耦合模型。分析比较了相同工况下多刚体模型和刚柔耦合模型中液压缸的受力,研究了不同速度和阻尼对液压缸驱动力的影响。仿真结果表明,该方法可实现对大型机械臂的刚柔耦合分析,为臂架系统的设计和优化提供理论指导。     

煤炭采样机械臂的刚柔耦合动力学建模与仿真分析

基于多体动力学理论和拉格朗日方程,将煤炭采样机械臂中的大臂、小臂、伸缩臂考虑为柔性臂,结合Pro/E,ANSYS和ADAMS分别建立刚性和刚柔耦合模型,在相同驱动函数下对两种运动模型进行分析,仿真得出两种模型变化曲线,对比仿真结果表明,在研究臂架系统时,考虑各个臂杆柔性变形是非常必要的,刚柔耦合建模更符合工程实际,所得到的研究结果为采样臂动力学分析和结构优化奠定了理论基础.     

基于刚柔耦合的起重机柔性臂动力学分析

传统方法在计算起重机工作过程中系统惯性力或载荷摆动臂架系统的冲击存在一定的局限性,利用Adams和Ansys软件建立55 t汽车起重机柔性臂架系统,并使用Adams软件对其在突然卸载、带载变幅和带载回转等工况进行仿真分析,得到臂架系统应力及振动情况,为臂架系统和液压控制系统的设计提供依据。     

药协调臂刚柔耦合动力学仿真

为研究某火炮药协调臂的运动状态,用三维软件Creo创建药协调臂的三维模型,将模型导入多体动力学软件Adams中,施加函数驱动对模型进行多刚体运动分析。然后,基于第二类拉格朗日方程和多体动力学理论,将药协调臂上的双连杆、上连接板、上支杆考虑为柔性体,用有限元软件ANSYS和Adams联合建立药协调臂的刚柔耦合模型,并施加与刚体模型相同的驱动。对比两次仿真的结果发现,刚柔耦合模型更符合工程实际,分析的结果为药协调臂的改进及结构优化提供了理论依据。     

单自由度柔性机械臂刚柔耦合动力学仿真研究

柔性机械臂在刚性旋转的同时自身存在弹性变形运动,其动力学行为表现为复杂的刚柔耦合现象,对机械臂的控制精度和运动稳定性产生不可忽视的影响.为研究单自由度柔性机械臂的刚柔耦合特性,采用了ANSYS和ADAMS的联合仿真方法.基于柔性体建模理论,在ANSYS中建立单自由度柔性机械臂的有限元模型,将模型导入ADAMS中进行动力学仿真.分析了机械臂末端的振动与转速的关系,研究了某一时刻的动应力及其随时间的变化情况.结果表明,该方法适用于柔性机械臂的刚柔耦合动力学特性研究,对柔性机械臂的设计具有重要意义.     

基于刚柔耦合的机械臂架系统关键焊缝精细化计算与优化

针对机械臂架系统关键焊缝计算效率不高、计算结果不准确的问题,以长臂架混凝土泵车的臂架系为典型工程装备部件,以关键焊缝为研究对象,提出基于刚柔耦合特性,使用子模型技术对焊缝进行精细化计算与优化。在ANSYS Workbench中,建立臂架系统整体刚柔耦合模型,通过动力学仿真分析得到部件在典型工况下的铰孔载荷;建立关键焊缝的子模型,使用子模型技术得到焊缝真实的应力分布;提出焊缝的优化方案,对比分析焊缝优化前后的计算结果,验证方案的可行性,并应用于实际生产。结果表明：对具有大柔性、多臂节的机械臂架系统,基于刚柔耦合特性,采用子模型技术对关键焊缝进行精细化计算,可提高计算效率,获得更真实、准确的计算结果,为焊缝的校核和优化提供依据,为大型构件局部结构的计算提供参考。     

柔性欠驱动机械臂动力学耦合分析

为建立柔性3R欠驱动机械臂的动力学方程,采用Euler-Bernoulli梁模型并添加经迭代计算的边界条件,对柔性机械臂进行了动力学耦合与仿真分析。在对柔性机械臂进行模态分析的基础上,将柔性机械臂视为包含边界条件的悬臂梁和简支-自由梁模型,采用假设模态法建立柔性3R欠驱动机械臂的动力学模型。仿真结果证明：添加经迭代计算的边界条件的柔性梁模型能更好地反映自由关节的加速度耦合情况。最后对柔性欠驱动机械臂与刚性欠驱动机械臂进行关节耦合指标分析,结果表明柔性欠驱动机械臂的自由关节包含更复杂的耦合情况,对柔性机械臂弹性振动的控制是对柔性欠驱动机械臂控制的关键。     

多臂节机械臂架系统连杆组参数化建模及优化设计

针对多臂节机械臂架系统连杆计算效率不高,优化设计手段保守的问题,以混凝土泵车臂架作为典型工程装备部件,将臂节之间的油缸及连杆作为整体考虑成连杆组,利用ANSYS APDL语言对连杆组进行参数化建模,并在多工况下进行优化分析,得到连杆组的最优结构模型;通过结构应力试验,验证了计算方法的可行性.结果表明,参数化建模及优化设...     

主轴多部件系统结合部刚柔耦合动力学分析研究

以X8140万能工具铣床为研究对象,系统地讨论了建立这种多部件机械系统的动力学数学理论模型。并在此基础上,由ANSYS软件对主轴多部件系统进行有限元建模,结合部等效处理与耦合,以及动。力学分析,并对结果进行比较分析。以求建立更有效的动力学模型并进行快速仿真。     

旋转柔性机械臂的动力学建模

首先采用随体坐标系描述变形位移场,用Green应变理论分析耦合变形,在计入系统的转动惯量、弯曲-拉伸耦合变形和粘性阻尼的影响下,采用微元法从应力应变角度得出机械臂的动力学方程.然后在随体坐标系内采用Galerkin方法离散变形位移场,得出系统的控制方程,分析系统的耦合效应.最后通过数值计算表明,阻尼对于系统的振幅有较大影响.     

柔性臂刚柔耦合动力方程的数值方法

在拉格朗日体系下,对同时具有关节和臂杆柔性的机械臂(下述简称柔性臂)系统进行动力学建模,从能量角度证明了传统数值积分方法求解微分方程时的不稳定性。论述了计入耗散力的拉格朗日体系转化为哈密顿体系求解时的困难,由此引入状态空间向量,得到与哈密顿模型等价的形式。采用精细时程积分算法(PIM)对所建刚柔耦合强刚性动力方程的数值求解,指出了传统PIM的局限性,并通过增维的方式将非齐次动力方程转化为齐次形式,避免了矩阵求逆造成的奇异现象,得到了逼近精确解的精细数值结果。     

行星轮系刚柔耦合多体动力学分析

建立了行星轮系刚柔耦合多体动力学仿真模型,应用多体动力学仿真分析软件RecurDyn,仿真计算了行星轮系齿轮在完整工作周期所给定最危险工况下的动力学响应,得到了刚柔、柔柔齿轮副之间的动态接触力,与理论值比较吻合;同时得到了柔性行星齿轮和太阳轮的动态等效应力分布云图,以及任意节点的等效应力,分析出行星轮破坏的原因,为行星轮的动态优化设计和灵敏度分析提供参考.     

混凝土泵车臂架回转系统动力学分析及预测

针对混凝土泵车臂架回转系统的振动性能,基于多体动力学理论建立包括回转齿轮啮合驱动的臂架刚柔耦合动力学模型,对其动态特性和振动响应进行动力学预测分析。动力学仿真求解和试验测试结果表明,仿真模型与试验样机的固有频率误差为4%左右,阻尼比误差为13%,臂架末端横向振动位移曲线基本吻合,验证了动力学模型和仿真结果的准确性和有效性。通过对典型姿态下臂架回转系统的动力学预测,得到臂架在水平、弓形和L形姿态下的末端横向振动位移的最大幅值分别为1 300 mm、980 mm和244 mm;振动衰减时间分别为50 s、55 s和62 s;横向振动阻尼比分别为0.026 7、0.02和0.01;横向振动固有频率分别为0.224 6 Hz、0.253 9 Hz和0.302 7 Hz;预测分析结果为臂架的减振研究提供理论依据。     

谐波驱动柔性臂系统耦合动力学建模及辨识

为研究谐波驱动的柔性臂系统耦合动力学建模问题,分别进行了谐波驱动模型的参数辨识和柔性机械臂振动特性的耦合动力学模型辨识。通过阶跃电流激励和低匀速转动实验辨识出了关节的库伦摩擦力,在伪随机二进制信号的激励下,辨识得到了包含驱动系统转动惯量和黏性摩擦因数的驱动传递函数模型,将其与实际结构系统比较验证了此模型的准确性。理论分析了振动耦合力矩和柔性臂应变输出电压之间的线性关系,辨识得到了从电机转动角位移到柔性臂应变电压输出之间的传递函数,其输出在时域和频域上都与实际系统比较吻合,说明了建立的传递函数模型对于实际系统的适用性。综合两个辨识得到传递函数模型,实现了对谐波驱动的柔性机械臂系统的耦合动力学建模。     

液压挖掘机刚柔耦合动力学分析

针对挖掘机主要机械臂应力动态计算困难的问题,综合虚拟样机技术、有限元和动力学理论,采用模态缩减法柔性化动臂和斗杆,建立挖掘机刚柔耦合模型,实现了挖掘机模拟实际工况的动力学分析。求解了挖掘机机械臂动态应力特性及液压缸负载情况,结果表明,静力学分析存在局限性,综合考虑运动状态与负载的动力学分析能更精确计算危险工况时应力分布。动臂最大应力值为107.7MPa,斗杆最大应力值为40 MPa。该研究为类似机构的结构优化、疲劳分析和振动抑制提供参考。     

基于柔性多体动力学的混凝土泵车臂架仿真分析

通过UG建立某混凝土泵车臂架系统实体模型,结合有限元分析软件ANSYS对各节臂架进行模态分析,并将模态分析结果保存为模态中性文件,导入运动学动力学分析软件ADAMS,建立泵车臂架系统刚柔混合模型,对其运动模型进行分析;将刚柔混合模型仿真结果与刚体模型仿真结果进行对比,表明刚性臂架系统与刚柔混合模型臂架系统的仿真有明显不同,臂架系统柔性化的的仿真结果更加接近实际。     

柔性机械臂的动力学分析与实验研究

采用有限段方法建立柔性机械臂的离散模型，以基于Ｋａｎｅ方程的Ｈｕｓｔｏｎ方法建立柔性机械臂的动力学方程。在方程中，计入几何非线性变形的惯性影响，包括非对称花面当量弹性力对于广义主动力的贡献。求解过程引入相对位移的模态变换以提高计算效率。以单柔性机械臂为例，进行动力学仿真与实气研究。结果表明数值计算结果与实验结果吻合良好。     

柔性牵引器刚柔耦合动力学特征及结构优化

传统牵引器支撑机构多为刚性结构,在井下极易产生卡堵等问题,基于该工程背景,提出了一种新的基于斜块柔性支撑机构的伸缩式牵引器结构方案;牵引器在负载力作用下与管壁保持锁止,是牵引器向前爬行的关键,建立了柔性支撑机构在负载力作用下的刚柔耦合动力学模型,揭示了跨度、宽度、厚度和倒角等参数对柔性支撑机构锁止的影响规律,得到了柔性支撑机构结构优化设计方法;通过刚柔耦合动力学仿真分析了刚柔耦合模型相比于刚性模型的优越性,得到了在最优跨度、宽度、厚度和倒角下柔性支撑机构的最大负载力。实验结果表明,实测值与理论分析值和仿真值基本一致,验证了柔性支撑机构牵引锁止影响规律和刚柔耦合模型仿真的正确性。     

考虑刚柔耦合影响的双柔性臂动力学特性研究

将空间可展天线的伸展臂等效为含集中质量的双柔性臂系统,将飞行器平台作为双柔性臂系统的支承件,将末端夹持器及装置作为集中质量,利用假设模态法和拉格朗日方程建立了双柔性臂的刚柔耦合动力学模型。采用数值方法求解了双柔性臂的运动学特性和振动特性及其变化规律。结果表明,考虑刚柔耦合效应后,臂的柔性会引起其角速度、角加速度以及振动特性的变化,揭示了天线的伸展臂大范围运动和变形运动的相互耦合,在研究的基础上可进一步实现该柔性臂的优化设计。     

车厢可卸式垃圾车拉臂系统的刚柔耦合仿真分析

针对车厢可卸式垃圾车拉臂系统存在的所受负载不断变化、工况较多的问题,对拉臂系统在满载装卸过程中油缸力、拉臂作用力以及拉臂应力、应变的动态变化规律进行了研究,采用刚柔耦合的分析方法,通过机械系统动力学软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,建立了以拉臂为柔性体的刚柔耦合仿真系统,并进行了联合仿真分析,得到了拉臂系统所受作用力在不同拉臂转角、举升角时的变化值以及拉臂最大应力、应变发生的位置,验证了拉臂装配体强度及刚度要求符合设计要求.研究结果表明,刚柔耦合仿真能有效地模拟拉臂系统受力情况,与典型的工况方法相比,考虑动载对强度分析的影响,能更准确确定拉臂系统的危险工况,从而为拉臂系统的结构优化提供较为可靠的依据.