基于有限元法的柔顺机构动力学分析

为描述柔顺机构动力学特性,需要建立其动力学模型。基于有限元法,根据Lagrange方程建立柔顺机构的动力学方程。在此基础上,得到机构各阶固有频率和模态,并给出固有频率和模态对各项设计变量的灵敏度计算方法。推导出柔顺机构中柔性杆件上任意一点应变的算法,计入应变中的非线性项。求解柔性杆件上任意位置的动应力,并计算杆件在各个时刻的最大应力及出现的位置。以平面柔顺四杆机构为例进行分析,说明基于有限元法对柔顺机构的动力学特性分析的可行性和有效性,并且指出柔顺机构杆件的动应力和应变分析对柔顺机构的优化设计具有重要意义。     

柔顺机构柔顺关节的动应力分析

以伪刚体动力学模型为基础，对一个平面柔顺导向四杆机构柔顺关节处的动应力进行了详细的分析，并针对柔顺机构运动特点研究了柔顺杆的运动效果对动应力的影响，给出了数值算例，验证了结论的正确性。     

基于有限元法的桥式卸船机结构仿真分析

基于有限元计算方法,利用Ansys分析软件,建立了港口卸船机整机的有限元模型,对模型进行强度校核、刚度计算以及频率分析,并辅以VC++软件对起重机结构疲劳强度进行计算,为设计出经济、可靠、稳定和高性能的港口卸船机提供有力的工具和实现方法。     

柔顺桥式位移放大机构的非线性建模与优化

柔顺桥式位移放大机构因结构紧凑、位移放大倍数大等优点已成为精密工程领域的研究热点。针对以往研究仅在线性范围内讨论桥式位移放大机构的设计与分析的问题,本文对典型集中柔度桥式位移放大机构进行了非线性建模与优化。考虑剪切作用与几何非线性,通过能量法、有限单元法与数值拟合,对机构的输入输出关系进行半解析建模,以实现非线性结果的快速预测。为实现输出位移最大化与抑制几何非线性作用,提出机构平面内尺寸与厚度的综合优化策略。ANSYS Workbench有限元仿真显示,机构非线性建模误差均在5%以内且优化结果具备有效性。本文提出的两步法半解析非线性建模方法以及平面内尺寸和厚度的综合非线性优化策略对其它复杂柔顺机构的非线性结果快速预测与优化设计具有参考意义。     

基于柔顺机构的压电式微喷点胶系统设计与性能分析

基于柔顺机构设计了一种新型压电式微喷点胶系统,该系统由供胶装置、驱动装置和撞针阀组成。点胶系统的运动特征是利用柔顺机构的弹性变形驱动撞针往复直线运动实现撞针阀的开启和闭合,完成微喷点胶功能。采用伪刚体方法得到点胶系统的驱动力、输出位移和频率特性,结果表明,系统的最大驱动力、输出位移和频率分别为56.4N,808μm,245Hz,说明所设计的点胶系统能满足所需的驱动力、行程和点胶速度。制作样机,通过实验分析驱动电压信号的占空比、幅值、频率和胶液黏度对胶滴直径的影响,得到了正常胶滴形成需满足的条件。实验结果表明:系统的最高点胶频率为210Hz,最小胶滴直径为630μm,胶滴一致性误差为5.62%,说明所设计的点胶系统具有较好的性能,为微喷点胶系统设计和应用提供新的思路。     

柔顺机构的频率特性分析

以伪刚体模型为基础对平面柔顺机构的频率特性进行了详细的分析,并分别就机构截面参数、结构尺寸、材料参数对频率的影响进行了讨论;针对柔顺机构材料特点提出了新的频率特性比较指标,给出了数值算例,验证了评价指标的可靠性。     

柔顺机构驱动力矩分析

基于伪刚体模型,对一个柔顺曲柄滑块机构的原动件驱动力矩问题进行了研究,分析了当给定从动件运动规律时原动件的驱动力矩问题,得出了主动件驱动力矩与机构参数间的关系,讨论了在一定运动条件下,当原动件获得最大精入力矩时机构各参数的优化设计方案,并提出力矩优化设计模型.通过算例表明该方法可行.     

基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特性仿真分析

采用传统理论模型计算了双梁桥式起重机起升过程动态特性,得到不同起升阶段的关键零部件固有频率、位移及速度,同时对这一过程进行ADAMS动力学仿真分析,得到重物起升过程质心变化、柔性主梁变形及分段离散的钢丝绳受力情况。通过两种方法所得结果比较分析,后者验证了传统计算的结论及某些假设的不足,更全面详细地反映起升过程中起重机关键部件动力学特性。     

考虑疲劳性能的柔顺机构拓扑优化设计

柔顺机构需要承受多次往复运动,交变应力导致机构容易发生疲劳损伤及失效.为了满足疲劳性能要求,提出一种考虑疲劳性能的柔顺机构拓扑优化设计方法.考虑恒定振幅的比例载荷作用,采用修正的Goodman疲劳准则评定柔顺机构的疲劳强度,以柔顺机构的输出位移最大化为目标函数,以疲劳性能和结构体积作为约束,采用改进的P范数方法进行疲劳约束凝聚,建立基于疲劳性能约束的柔顺机构拓扑优化模型,利用映射过滤方法避免数值不稳定性现象,采用移动渐近优化算法求解柔顺机构疲劳约束拓扑优化的多约束优化问题.数值算例结果表明基于疲劳约束拓扑优化获得的柔顺机构能够满足疲劳要求,机构的von Mises等效应力分布更加均匀;并且分析不同的作用载荷条件对柔顺机构构型及其性能的影响规律.     

基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特性仿真分析

采用传统理论模型计算了双梁桥式起重机起升过程动态特性,得到不同起升阶段的关键零部件固有频率、位移及速度,同时对这一过程进行ADAMS动力学仿真分析,得到重物起升过程质心变化、柔性主梁变形及分段离散的钢丝绳受力情况。通过两种方法所得结果比较分析,后者验证了传统计算的结论及某些假设的不足,更全面详细地反映起升过程中起重机关键部件动力学特性。     

含大变形柔顺杆的柔顺机构应变分析

为了描述含大变形柔顺杆的柔顺机构的动力学特性,需要建立其动力学模型。利用有限元法描述柔顺杆件的变形,根据Lagrange方程建立了含大变形柔顺杆的柔顺机构的动力学方程。在此基础上,推导了柔顺机构中大变形柔顺杆上任意一点的应变的算法,计入了应变中的非线性应变项——附加拉压应变。以平行导向柔顺机构为例,将理论计算结果与实验结果进行对比和分析,相互验证了实验系统和理论模型的有效性和正确性。     

基于有限元法的桥式起重机主梁结构分析与优化

传统桥式起重机主梁结构相比欧标起重机尺寸大、耗费钢材,所以,在保证安全使用的前提下主梁轻量化一直是起重机结构设计的重点。本文利用有限元法在对桥式起重机箱形主梁分析的基础上,对主梁结构进行优化设计,从而在满足强度、刚度的前提下小型化、轻量化。     

柔顺机构国内外研究现状分析

柔顺机构是利用构件自身的弹性变形来完成运动和力的传递与转换的新型机构,具有质量轻、摩擦小等众多优点,引起了国内外学者的广泛关注.对柔顺机构研究的几个方面进行了综述性分析:静力学及运动学分析、动力学的研究及机构的优化设计,并对这一新的研究领域的发展方向进行展望.     

基于有限元的桥式起重机静动态性能校核

利用有限元分析软件ANSYS,建立了某型号桥式起重机三维有限元模型,在此基础上对其静动态性能进行了分析,得到了起重机结构的强度、刚度、固有频率等力学特性,均满足设计使用要求,找到了结构的危险区域,为起重机的设计和改进提供了理论依据。     

柔顺机构的传力效益分析

基于柔顺机构的伪刚体动力学等效模型,结合刚体机构的做功与能量转换原理以及瞬心法,对柔顺机构的传力效益进行了分析,推导出了柔顺机构的力传递效益与机构位置关系的表达式.算例结果显示,采用伪刚体法分析的柔顺机构传力效益与实际效果吻合较好.     

基于有限元法的轻型客车动态特性分析

阐述了模态分析基础,完成了虚拟环境中车身的模态分析。通过对车身的模态分析,获得了车身结构固有的振动特性,并找出了车身结构在动态激励时的薄弱环节。对车身结构的改进具有指导意义。     

基于伪刚体模型的柔顺簧片性能分析

柔顺簧片的性能对微动机构运动精度具有较大影响,因其具有非线性、大变形等特点,根据Bernoulli-Euler方程,结合伪刚体模型,建立柔性簧片力学特性分析模型。研究载荷、位移,曲率等与柔顺簧片几何参数之间的关系,并求得系统的力学方程。最后通过算例分析柔顺簧片在精密导向机构中的应用,其为精密微动装置的设计提供一定的理论依据。     

基于ADAMS的递纸机构动态性能分析研究

分析研究了1142型大全张印刷机递纸机构的动态特性,利用Pro/E建立了三维实体模型,应用多体动力学软件ADAMS建立了下摆式递纸机构模型并进行运动学和动力学仿真分析,确定了递纸摆臂的角位移动态响应误差,从而保证纸张定位和交接精度,为递纸机构优化设计提出方法。     

柔顺机构拓扑优化设计

首先介绍了柔顺机构拓扑设计的现状,在此基础上进一步讨论了柔顺机构拓扑设计的基础结构法和均匀化方法;对相关的优化模型、材料模型进行了讨论,给出了拓扑结构的提取及过滤算法。最后指出了机构拓扑优化设计的发展动态和应重点研究的内容。