精密冲床肘杆机构刚柔耦合模型的仿真分析

精密冲床肘杆机构是一种多杆件机构,在运动过程中各杆件均存在弹性变形。肘杆机构的杆件多,各杆件的弹性变形严重降低了冲床的线刚度指标和滑块最终的下死点精度。试图通过将机构中柔性大的构件视为柔性体,建立刚柔耦合模型,并采用该刚柔耦合模型进行ADAMS运动过程的动态仿真来分析影响肘杆传动机构刚度的关键因素,探索改善其刚度的有效措施。通过ANSYS对肘杆机构模型进行了静力学分析,寻找弹性变形最大,对运动输出精度影响最大的构件,将其视为柔性体,建立刚柔耦合模型并在ADAMS进行仿真分析,验证建立刚柔耦合模型的必要性并指导后期的拓扑优化设计。     

基于绝对节点坐标法的平面3-RRR并联机构动态特性研究

平面3-RRR并联机构的柔性杆在运动过程中产生的柔性变形会影响机构的输出精度。基于绝对节点坐标法,建立含有柔性杆、刚性动平台的平面3-RRR并联机构刚柔耦合模型,对并联机构的动态特性进行研究,获得并联机构各时刻的位姿和动平台质心运动轨迹。结果表明,柔性杆的弹性变形使动平台不能按照预期的轨迹运行。建立柔性杆局部坐标系,得到了柔性杆中点处挠度值,发现主动杆的弯曲变形远大于从动杆,柔性杆对机构输出精度的影响主要由主动杆产生。仿真结果可以为机构的设计和优化提供理论依据。     

模切机主切机构运动精度仿真研究

从多体系统动力学理论的角度,构建了模切机主切机构各部件之间的拓扑结构和约束关系,建立主切机构多刚体及柔性多体动力学模型;综合考虑杆长误差及零部件弹性变形对机构运动精度的影响,对主切机构的运动精度进行仿真研究,分析了杆长误差等因素对输出精度的影响程度,为提高模切机主切机构输出精度提供了依据,并为空间并联机构运动精度的研究提供了一条简捷的途径。     

计及二阶效应的刚柔耦合连杆系统动力学分析

根据虚功原理和达郎伯原理推导了计及二阶效应的柔性单元运动方程,并利用刚化条件得到了刚性梁单元运动方程,给出了刚柔耦合连杆系统动力学建模与分析的方法.对构件刚度相差悬殊的多体系统进行动力学分析时,如若当作多刚体系统分析,会因忽略弹性变形导致结果不准确;当作多柔体系统建模分析求解,则因自由度太多导致方程庞大难求解.可行的方法是:将刚性单元与柔性单元耦合建模,在多柔体系统基础上,引入刚性单元和刚性约束条件,对刚性构件自身的动力学特性进行等效,然后按照一般弹性系统有限元方法集成得到虚拟柔性系统动力学方程,建立过渡坐标与广义坐标关系,消除非独立坐标,得到真实的系统运动方程,降低系统方程维数,提高分析效率.以曲柄滑块机构为例,介绍了计及二阶效应的刚柔耦合系统动力学的建模分析过程.     

3-PUS并联机构刚柔耦合模型动力学仿真分析

以柔性体理论为基础,使用多体动力学仿真软件A D A M S和有限元分析软件A N SY S建立了3-PU S并联机构的刚柔耦合模型,对3-PU S并联机构的刚柔耦合模型和多刚体模型进行了仿真和分析。结果表明,在仿真运动开始的瞬间,刚柔耦合模型中动平台的速度、位移和铰接处的应力均有一定频率的波动现象,反映了该并联机构实际的动态特性,为并联机构的进一步的设计、优化和校核提供了依据。     

基于ADAMS的蜗轮蜗杆刚柔耦合动力学分析

针对需要考虑构件变形的特殊情况,完全粑模型当做刚性体系统来处理则不能达到精度要求,还必须把模型的部分构件做成可以产生变形的柔性体来处理,以模仿其真实情况,这对提高系统的精度,寻找应力集中位置,提高机械的可靠性具有重大意义.结合机械动力学分析软件ADAMS和有限元前后处理软件Hyperworks联合进行刚柔耦合动力学分析.以蜗轮蜗杆为例,刚柔耦合分析的结果与刚体动力学分析结果对比,柔性体蜗杆角加速度、位移更符合实际情况.且分析所得应力值和云图可以为其设计提供精确的参考.     

粗纤维打捆机喂入压缩机构刚柔耦合模型的动态仿真分析

依据柔性体建模理论,通过ANSYS与ADAMS联合建立粗纤维压缩打捆机构的多刚体模型及刚柔混合模型并进行仿真分析,获取该机构中的曲柄与连杆、连杆与压缩活塞之间铰接处的位移、受力及速度变化曲线并进行对比分析,得出刚柔耦合模型中由于柔性体的存在,在运动初始或中间时刻,柔性体易产生一定的变形,从而会使刚柔耦合模型与多刚体模型的运动规律产生偏差或振荡。研究结果表明柔性体对机构运动规律的影响不可忽略,同时刚柔耦合虚拟样机模型的建立为后续精确动力学分析和物理样机的研制奠定了基础。     

空间刚柔耦合并联机器人动力学建模及仿真

为研究柔性构件对系统运动特性的影响,对空间3-RRRU并联机器人进行了动力学建模及耦合特性的仿真分析。应用矢量闭环法对空间并联机构的逆运动学进行求解,推导出各个构件位置、速度、加速度的变化规律;根据第一类Lagrange方程建立空间全刚性并联机器人的逆动力学模型;运用MATLAB软件对空间并联机构进行仿真,并对动力学数值结果和仿真结果进行对比,以验证模型的正确性。基于ANSYS软件和ADAMS软件,对空间并联机构中的空间梁单元进行柔性替换,通过建立空间刚柔耦合并联机器人模型,分析机构在运动状态下展现出的耦合特性,并与空间全刚性并联机器人进行比较。结果表明:两类模型的末端执行器的运动趋势一致,轨迹误差在0.000 7～0.419 4 mm范围内;梁单元产生的弹性变形对系统运动性能产生了重要影响,因此,建立正确的刚柔耦合动力学模型具有重要的指导意义。     

基于ANSYS与ADAMS的并联机构刚柔耦合体动力学分析

介绍了一种基于ANSYS与ADAMS的刚柔耦合体系统动力学仿真方法,论述了多柔体动力学的理论基础、柔性体模型的定义方法、系统动力学特性的仿真流程。最后通过建立一种三自由度并联机构的刚柔偶合体动力学模型并对其进行仿真、分析,证明了这种方法的有效性。     

循环阵列组合可展结构单元机构的刚柔耦合动力学特性研究

以某卫星天线的可展单元机构为对象,采用非线性弹簧与阻尼模拟铰链间隙处的接触碰撞力学关系,并采用2阶插值基函数的线性组合描述杆的弯曲弹性变形,建立了单元机构的刚柔耦合动力学模型,研究运动副间隙及构件柔性对卫星天线可展单元机构的动力学特性的影响.分析结果表明,运动副处的间隙和构件的柔性都会导致碰撞力产生明显的局部波动,且刚柔耦合模型比刚性模型碰撞力的波动幅值增大了数倍.研究工作对可展机构的动态优化设计奠定了基础.     

空间站转位机构末端效应器位姿设定试验方法研究

针对空间站转位机构末端效应器地面试验要求,提出采用并联机构实现执行器与适配器之间的六维空间位姿设定。首先,设计了6自由度并联机构,并对其机构构成和工作原理进行了阐述;其次对所设计并联机构的工作空间运动学及作动器与适配器的运动干涉特性进行了数学建模,最后,编制了基于柱坐标的机构工作空间搜索算法和基于空间几何的干涉检测算法,并运用MATLAB进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的并联机构其工作空间满足末端效应器位姿设定的范围要求,并联机构各分支作动器与末端效应器之间不会发生运动干涉,验证了该方法的有效性。     

轴承预紧力和跨距对主轴动态特性的影响

基于ABAQUS采用有限元分析法分析了主轴动态特性,主要研究了轴承预紧力和支撑跨距对主轴动态特性的影响,在同时考虑轴向预紧和主轴自重对轴承刚度的影响的情况下,计算得到不同预紧力和过盈配合下组配轴承的径向刚度,拟合了固有频率随轴承预紧力和支撑跨距变化的经验公式。结果表明:轴承预紧力相比过盈量对组配轴承刚度的影响更为明显。主轴系统的固有频率随轴承预紧力的增加而增大,相同的刚度下,轴承支承跨距的增加系统固有频率随之增大。     

废旧机床再设计关键质量特性的识别方法

再设计关键质量特性是影响再制造机床顾客满意度和市场竞争力的关键因素。为了识别再设计关键质量特性,提出基于模糊线性回归的再设计关键质量特性识别方法。该方法充分考虑顾客需求与再设计质量特性之间的不确定性,构建再设计质量特性质量屋,并通过基于非对称三角模糊数的模糊线性回归,得到顾客需求与再设计质量特性之间的初始模糊关系,进而对拟合度进行优化,得到顾客需求与再设计质量特性之间优化的模糊关系。其次构建再设计质量特性重要度识别方程,并充分考虑废旧机床的可再制造性,最终识别出再设计关键质量特性。以某厂的废旧数控铣床的再设计为例,验证了该方法的有效性及可行性。     

仿生可重构式机器人移动平台机构及动态特性分析

仿生可重构式机器人移动平台模拟六足爬行昆虫可实现站立、行走、爬行等动作。行走机构采用轮腿式,底盘可伸缩,以适应探测机器人复杂的地面工作环境。对足端和移动平台躯体位置进行正/逆运动学分析并求出相对于本机构的最大迈步步长,同时对虚拟样机轮式移动和六足式行走两种状态进行动态特性分析并试验,结果表明:机器人运动平稳,没有严重的失稳出现,进一步验证了仿生可重构式机器人机械结构的可行性和合理性。     

罗茨真空泵转子系统动力学建模

由于内部激励和外部扰动的存在,罗茨真空泵在工作过程中会产生很大的振动问题。为了更好地对罗茨真空泵转子系统进行动力学分析,采用集中质量法,考虑电机、齿轮、罗茨转子等结构的基础上对系统进行动力学建模。采用牛顿欧拉法分别建立了转子系统的纯扭转模型以及偏心弯扭耦合模型的振动微分方程并考虑了重力的影响。研究发现由于齿轮啮合时变刚度的存在,转子系统存在稳定性问题。同时由于偏心的存在,转子的弯曲振动和扭转振动存在相互耦合。研究内容为之后对系统的稳定性分析以及弯扭耦合振动分析奠定了基础。     

汽车防滑刹车系统滑模变结构控制器设计

滑模变结构控制具有较好的快速性和较强的鲁棒性,非常适合高度非线性的汽车防滑刹车控制系统。针对汽车防滑刹车系统中存在的高度非线性问题,设计了一种基于改进的指数趋近律的滑模变结构控制器,在控制策略中,以最佳滑移率为目标函数,设计了滑模控制器的滑模面,克服了"边界层法"弱鲁棒性的特点,有效的减小了滑模变结构控制算法中抖动的影响,提高了控制品质。仿真结果表明,汽车防滑刹车系统能够很好的跟踪最佳滑移率,刹车效率高,控制方法合理有效。     

碳纤维复合材料小孔加工难点与研究现状

碳纤维增强环氧树脂基复合材料在高新技术领域产品轻量化、小型化的发展趋势下具有广阔的应用前景和使用价值。微小零器件的连接装配需要进行大量的小孔加工,而碳纤维复合材料的难加工性以及小孔径加工时散热条件差、微小刀具刚度低等特点,使复合材料小孔加工比常规尺寸的孔加工更容易产生加工损伤,制孔形状、位置精度难以保证。列举了碳纤维复合材料常见的制孔损伤形式,分析了复合材料小孔加工的技术难点,综述了国内外在复合材料小孔加工机理、制孔刀具、制孔工艺等方面的研究现状。     

双齿辊破碎机破碎力及相位前移研究

首先,将前苏联专家总结的采煤机截割阻力公式引入到双齿辊破碎机中,并得出了物料颗粒在瞬态稳定支承条件下的截割力与支承反力相平衡的关系,推导出了具有物料颗粒随机离散特性的广义破碎力表达式;然后,讨论了基于生产能力的物料颗粒随机离散特性,给出了满足D3分布的颗粒容重递推公式及区间颗粒数表达式;其次,分析了截割颗粒物料的时间脉冲载荷概率系数,着重讨论了在瞬时稳定支承及双弓厚截割条件下的细颗粒物料破碎的相位前移,以及与生产能力和功耗的关系;最后,给出了具有颗粒物料随机离散特性的脉冲载荷的矩阵表达式。对研究开发细颗粒物料破碎机具有重要理论意义和实际应用价值。     

装备制造业直接投资的技术溢出效应

20世纪90年代以来,外商直接投资的技术溢出效应成为被广泛关注的热门问题.这里在全面综述了现有国内外关于技术溢出的文献后,又在柯布-道格拉斯生产函数的基础上,建立了数量模型,并以沈阳装备制造业为研究对象,采用1999～2003年的行业与产业数据,对装备制造业外商直接投资的溢出效应进行了实证研究.研究发现,总体上外资的进入对沈阳装备制造业产生了昱著的溢出效应.同时进一步研究发现,内外资企业的技术差距有利于外资技术溢出的产生.     

高精度数车铸铁床身的试制及实验研究

以某公司生产的数控车床床身为研究对象,采用合理的炉料配比、熔炼温度、三次孕育方式加强孕育处理等优化的铸造新工艺措施对该数控车床床身进行试制,然后进行相应的热时效处理,并在此基础上进行硬度均匀性、床身石墨形态的金相组织以及床身的几何精度等各项指标的检测,依据实验分析结果可知,新工艺下的床身铸件,性能组织和刚性较好,床身的残余应力降低,床身导轨变形也减少,最终能保证该种数控机床高精度加工的稳定性,它为该类型产品提供参考依据和指导意义。