基于刚柔耦合的门式起重机碰撞仿真分析

综合运用Pro/E、ANSYS和ADAMS三种软件,建模时将柔性支腿柔性化,建立了造船门式起重机刚柔耦合的虚拟样机模型。鉴于事故案例,对吊物碰撞柔性支腿的事故进行动力学仿真,得到仿真过程中柔性支腿的应力云图,并对其不同部位进行应力检测,得到了较大应力点的位置和应力值,确定了结构的危险部位,并以此作为观测点进行实时观察,为造船门式起重机安全评估技术研究提供了重要的数据支持。     

作大范围运动柔性梁的一种碰撞动力学求解方法

研究作大范围运动柔性梁的碰撞动力学问题。针对梁碰撞前、碰撞过程、碰撞后三个阶段,分别建立各阶段的动力学方程。基于柔性多体系统刚柔耦合动力学理论,建立梁无碰撞时的刚柔耦合动力学方程。结合冲量动量法和接触约束法提出一种碰撞动力学求解方法,先以冲量动量法实现运动转换得到协调的碰撞初始条件,再以接触约束法求解碰撞过程。导出系统的刚柔耦合碰撞动力学方程,给出了接触、分离判据,实现三个不同阶段的转换与动力学求解。编制仿真软件,对实例进行动力学仿真,得到系统不同阶段的动力学响应。研究表明,所提碰撞求解方法可以较方便地用于计算柔性多体系统的碰撞问题。梁的柔性、大范围运动及碰撞效应相互耦合,碰撞行为对于柔性多体系统碰撞过程和碰撞后的全局动力学性态均产生较大的影响。     

复杂载荷下大柔性多臂节机械臂架系统刚柔耦合动力学分析

为更加准确地研究复杂载荷下大柔性、多臂节机械臂架系统的动力学特性,提出基于刚柔耦合特性对臂架系统进行动力学仿真分析的方法。首先,根据臂架系统及部件的实际尺寸建立三维模型,并将臂架系统中弹性变形较大的转台,三、四、五节臂架考虑成柔性体;然后,在ANSYS Work Bench中建立臂架系统的刚柔耦合模型并进行仿真分析;最后,通过分析得到关键柔性体部件铰点的载荷受力曲线与臂架系统中柔性体部件的应力云图。分析结果表明：大柔性、多臂节机械臂架系统在设计中考虑柔性体因素进行刚柔耦合分析与工程实际更加相符,也可以更好地为臂架系统的改进与结构优化奠定基础。     

齿轮传动系统刚柔耦合建模及载荷特性研究

齿轮传动系统是履带车辆核心部件之一,为了掌握齿轮在系统运行过程中的载荷特性,基于刚柔耦合动力学,构建了利用Creo、HyperMesh和RecurDyn软件平台联合建模的方法,在考虑齿轮副间时变接触力和齿轮柔性的基础上,建立了系统刚柔耦合仿真模型,并依托试验台架对其准确性进行了验证。以某实际工况为例进行仿真,将刚柔耦合模型和刚性体模型的仿真结果进行对比分析,结果表明刚柔耦合模型能更加准确地对齿轮运动受力情况进行描述。根据仿真得到的齿轮应力变化规律,分析了系统运行过程中断齿故障的产生的原因。仿真过程及结果为齿轮疲劳寿预测、系统的故障诊断提供了参考和依据。     

基于ADAMS和ANSYS的飞机救援拖车组合连接装置的研究

通过SolidWorks软件对飞机救援拖车组合连接装置进行建模,导入ADAMS,并运用其柔性体理论建立刚柔耦合模型,进行运动学仿真分析得到载荷文件,反馈到ANSYS对连接装置进行有限元分析,得到应力及变形值,为后续连接装置的结构优化提供依据。     

基于ADAMS的压力机主传动系统的动态仿真分析

研究了基于SolidWorks、ANSYS和ADAMS联合仿真的关键技术;建立了压力机主传动系统的多刚体及刚柔耦合的虚拟样机模型,对其进行运动学仿真,比较了两者的差别,得出刚柔耦合模型更能反映机构的真实运动;最后对柔性体进行应力分析,为传动系统结构的优化设计提供依据.     

辅助站立机构刚柔耦合动力学仿真分析研究

针对柔性小、受力大的零件作为纯刚体进行分析时,其结果与实际情况有较大偏差的问题。首先简述辅助站立机构的工作原理,并运用ADAMS与ANSYS联合仿真建立辅助站立机构刚柔耦合动力学仿真模型。基于该仿真模型,得出辅助站立机构一个运动周期中上方管的动态应力,进一步确定整个时间历程中上、下方管应力最大对应的时刻,并与Workbench中对应时刻计算的准动态应力进行分析比较。研究结果表明,在误差允许的情况下,二者基本吻合。验证了基于刚柔耦合动力学仿真模型的理论计算动态应力方法的准确性;同时相较于有限元法,刚柔耦合动力学仿真模型的分析结果能够更加准确的反映机构真实性能。     

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.     

基于刚柔耦合的四足机器人动力性能研究

利用刚柔耦合动力学仿真分析方法对四足机器人进行研究。建立柔性体模型,利用ANSYS与ADAMS软件建立四足机器人刚柔耦合动力学模型,分析弹性变形仿真与纯刚体仿真两种情况下对机器人行走步态产生的影响;同时重点分析机器人行走过程中的应力应变。结果表明刚柔耦合建模与实际情况更加相近,更加真实地反映出了机器人的工作性能,为四足机器人进一步的步态规划、结构设计与优化提供了重要依据。     

一种刚柔耦合动力学仿真分析方法的研究

基于ANSYS和ADAMS软件,探索了一种刚柔耦合动力学仿真分析方法,并以吊管机配重机构为研究对象,通过刚柔耦合动力学仿真,得到了关键部件动态应力应变信息。     

多轴车辆转向杆系刚柔耦合分析

某采用机械式液压转向的多轴转向车辆,经常出现转向杆系损坏现象,为分析转向杆系损坏原因,进一步提高系统的可靠性,需要对其转向杆系进行结构动力分析。通过采用刚柔耦合分析方法,在ADAMS中建立了多轴转向系统传真模型,并将杆系主要刚性杆件替换为柔性体,通过刚柔耦合仿真分析得到转向杆系在转向时的应力分布云图,从而为设计改进提供帮助。     

带缺陷造船门式起重机的有限元分析

针对在役的造船门式起重机缺陷损伤问题,以某工厂300 t/43m A型双梁造船门式起重机带裂纹缺陷的柔性支腿为载体,建立了柔性支腿的裂纹缺陷模型,进行了柔性支腿无缺陷和带缺陷模型的静强度分析和模态分析,得到了柔性支腿最大承载下各个模型的应力应变值和固有频率,为造船门式起重机安全评估技术研究提供数据支撑。     

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。     

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。     

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.     

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Hypercrash的门式起重机吊物碰撞刚性支腿仿真分析

以某工厂300t-43m型号的造船门式起重机为研究对象,应用碰撞仿真有限元分析软件Hypercrash对造船门式起重机吊物碰撞刚性支腿过程进行数值模拟,得到造船门式起重机在大变形碰撞时整机和局部构件变形模式,同时分析了碰撞过程中各部位的应力、整机的能量、吊物速度及上小车加速度的变化情况。仿真结果表明仿真试验结果符合实际情况,对小车载重物碰撞刚性支腿过程的积极探索和详细分析,为造船门式起重机碰撞安全性的研究提供了理论依据和数据支持。     

面向复杂机电产品的刚柔混合装配过程仿真技术

针对复杂机电产品虚拟装配仿真中线缆的几何拓扑结构复杂且在装配过程中会产生形变,从而导致装配过程仿真困难的问题,提出一种面向复杂机电产品的刚柔混合装配过程仿真技术。建立了基于物理属性的线缆形变模型,通过该模型对柔性线缆的形变进行了实时精确模拟;建立了适用于装配仿真的柔性线缆信息模型,用于描述线缆复杂的拓扑、几何和物理属性信息,并实现了操作约束信息的有效组织和存储;在此基础上提出一种柔性线缆的碰撞检测方法,实现了柔性线缆与刚性件的碰撞以及柔性线缆自碰撞的实时检测;最后,建立了面向复杂机电产品的刚柔混合装配过程模型,实现了对柔性线缆和刚性零件的装配过程仿真信息的统一描述。基于以上研究,设计并开发了刚柔混合装配过程仿真系统,并通过实例验证了该方法的可行性。     

基于刚柔耦合与联合仿真的AUV发动机动力学研究

结合多刚体动力学和多柔体动力学理论,建立自主式水下航行器发动机中相关柔性体的刚柔耦合运动学、动力学数学模型;在ADAMS中生成虚拟样机,在Matlab／Simulink中建立发动机控制模型,然后基于ADAMS／Control模块与Matlab／Simulink接口得到发动机多刚体联合仿真模型,并利用相关实车数据对其进行了验证;在ANSYS软件中生成柔性体有限元模态中性文件,导入多刚体联合仿真模型,得到刚柔耦舍的联合仿真模型。     

基于ADAMS的柔性体并联机构的变形及振动仿真分析

本文基于ADAMS柔性体建模技术,就一种四自由度并联机构进行多体动力学分析。通过ADAMS自带的AUTOFLEX模块将刚性体模型直接转化成柔性体的模态中性文件,实现重要部件柔性化的目的,从而得到所需的柔性体生成柔性多体动力学模型,并基于此柔性体模型进行了应力变形分析。提出了抑制振动的刚柔结合机构设计方法,并对两种模型的振动进行了对比仿真分析,得出相应的振动曲线,从而使优化更有依据。