仿生扑翼结构优化设计及动力学仿真分析

针对目前飞行器结构复杂、效率低下及动作单一等问题,设计一种新型仿生扑翼飞行机构,仅通过单驱动装置即可实现机构扑翼的扑动、折叠、扭转等运动。依据生物尺度率设计扑翼机构的结构尺寸并对机构参数进行优化;通过SolidWorks构建仿生三维模型并基于ANSYS Workbench对扑翼机构进行有限元分析,得到扑翼齿轮组、曲柄、主翼杆等主要部件的总形变、应力、等效应变及主、副翼动力学运动参数,为仿生样机研制提供理论支持。     

挖掘机翻车保护装置的计算机仿真与试验研究

简介挖掘机翻车保护结构的特点及功能要求.结合非线性有限元理论,以某挖掘机保护结构为研究对象,进行侧向和前向加载的仿真和模拟,得到翻车保护装置(ROPS)在侧向与前向加载时的载荷-位移曲线,并分析其变形规律.同时根据GB/T 19932-2005标准对此装置进行试验测试,通过与试验数据对比,验证了有限元分析的可行性,为后期的结构设计及优化提供了可靠的依据.     

风机叶片疲劳加载装置技术评价与分析

风机叶片疲劳加载装置用于叶片疲劳寿命检测。目前国内尚无对疲劳加载装置进行评价分析的通用标准。针对叶片疲劳加载装置提出了一套评价指标,并结合实际加载装置对其均匀性、稳定性等指标进行评价分析,为叶片疲劳加载装置的设计和改进提供参考。     

风机叶片弦向疲劳加载系统特性分析

针对叶片弦向摆锤共振加载系统,建立系统的弹簧-阻尼模型,利用拉格朗日方程推导出系统的运动微分方程.以摆锤为对象,分析叶片弦向疲劳加载共振能量,对系统进行动力学分析和参数匹配;设计加试验装置,采用虚拟仪器软件实现信号处理及通信控制,PLC(Programmable Logic Controller)对频率搜索跟踪、输出控制,完成疲劳加载系统测试过程.试验结果表明:疲劳加载系统安全可靠,达到了较好的控制效果,为疲劳系统的应用提供了理论依据及试验参考,也为后续的风机叶片疲劳加载试验打下了基础.     

仿生扑翼机构的优化设计

建立了扑翼飞行器四连杆扑动机构的数学模型,运用遗传算法对该模型中的机构参数进行了优化设计.优化后的结果显示相对于原有机构其优化机构左右扑动角的不对称性降低为原先的17.07%.采用优化机构的扑翼飞行试验表明飞行中扑翼左右机翼的运动不对称性得到极大改善.从而为扑翼机构的设计提供了一定的理论和工程指导.     

蜂鸟扑翼飞行器传动机构的实现与分析

仿鸟扑翼飞行器是一种模仿鸟类的飞行方式的飞行器,它的推进、举升和悬停等都依靠扑翼机构来实现,具有体积小、重量轻、灵活性高、隐身性好、能耗低等优点。本文主要通过对仿蜂鸟扑翼飞行器的传动机构进行分析,设计并3D打印装配实现。为进一步验证气动力加载情况下传动机构的性能,采用Adams软件进行仿真,结果表明,翅翼加载的气动力与电机输出力矩成正比关系。     

两自由度仿生扑翼飞行机器人设计与运动分析

根据鸟类的飞行特性,设计了一种两自由度仿生扑翼飞行机器人。扑翼飞行机器人采用单电机驱动,能够实现扑动、扭转两自由度耦合运动,结构紧凑、运动高效,且机翼的运动形式接近鸟类。首先根据总体设计目标提出扑动-扭转耦合机构的运动特性要求,基于Adams建立了扑动-扭转耦合扑翼机构的运动学模型,通过仿真分析得到扑动和扭转运动的变化规律,并得到了翼尖轨迹曲线。扑动-扭转耦合机构的参数与设计结果达到了扑翼机构的运动要求,为仿生扑翼飞行机器人的设计和研究奠定了基础。     

半转叶片推进器直翼叶片应力和变形分析

针对新型流体推进器,通过对叶片的运动学和流体动力分析,研究了作用在叶片上的面力和体力分布规律并导出了它们的计算公式;基于ANSYS环境,建立了一种直翼叶片的有限元模型,研究了非均匀面力的加载方法,获得了面力分布模型;对叶片应力和变形进行了计算与分析,计算结果揭示了直翼叶片的应力和变形分布规律,为优化叶片的结构和提高其强度、刚度提供了理论指导.     

前缘缝翼扇形齿轮传动机构试验装置开发研究

为了验证前缘缝翼扇形齿轮传动机构的强度,提高其使用寿命、传动平稳性和传动精度,按照某型飞机缝翼扇形齿轮传动机构研制和生产的需求,分析了缝翼扇形齿轮传动机构试验的加载及控制方法。利用运动相似、动力相似的原理开发了缝翼扇形齿轮传动机构试验装置,装置采用全闭环控制、液压加载的方式;进行了某型飞机缝翼扇形齿轮传动机构研制的静强度试验、出厂交付跑合,使用效果良好,满足跑合及相关试验技术要求。     

仿鹰扑翼飞行器设计及多飞行模式的实现

现有仿生扑翼飞行器大多针对单一飞行模式进行设计与研究,无法实现复杂多变的飞行姿态。文中根据鹰的飞行特性,以空间RSSR机构和多连杆机构为出发点,设计了一种扑动-折叠-扭转的仿鹰扑翼机构,以实现多飞行模式。首先,通过鹰的仿生学研究,根据总体设计目标提出多飞行模式扑翼飞行器功能设计要求;其次,基于XFLR5建立了多飞行模式扑翼的气动力模型,分析了起飞、巡航、降落3种典型飞行模式下的翅翼气动力的变化规律;最后,根据飞行参数建立了机构的运动学模型,通过仿真分析得到扑翼在不同飞行模式下的运动变化规律及翼尖轨迹曲线。证明该扑翼机构具有良好的仿生运动特性和气动特性,为多飞行模式微型扑翼飞行器提供了设计参考。     

直升机桨叶摆振量的全场景视觉测量及分析

直升机旋翼桨叶在高速旋转时，进行全场景桨叶摆振测量和分析，对直升机桨叶载荷设计和旋翼结构设计具有重要意义。本文设计了桨叶摆振量立体视觉测量系统，并进行摆振模式拟合分析。首先，对课题组已有立体视觉测量系统进行改进，并在风洞试验中完成不同总距及周期变距下的旋转桨叶标记点三维坐标测量；其次，解算桨毂坐标系下的桨叶摆振量；最后，采用一阶多项式对桨叶在特定时刻下的摆振模式进行拟合分析，采用复合正弦函数对桨叶旋转过程中的摆振规律进行拟合分析。风洞测量实验结果表明，在4.6 m×4.6 m场景中测量的摆振量均方根误差小于1 mm;桨叶摆振模式和规律模型拟合度好，其均方根误差小于1 mm,为直升机桨叶设计提供了数据支撑。     

基于ADAMS的某型艇车装卸载动力学仿真研究

分析了艇车机构组成和机构动作,运用Pro/E和ADAMS建立了艇车装卸系统的虚拟样机模型,对艇车装卸动作进行了动力学分析,得出了主油缸的时域受力曲线和力-位移曲线。仿真结果为艇车装卸机构的有限元分析、机械结构优化、可靠性分析和液压系统选型设计提供了依据。     

高空作业平台折叠臂变幅机构分析及优化

建立了高空作业平台折叠臂变幅机构的力学模型,推导出变幅机构几何关系和静力学方程,得出变幅油缸受力随变幅角度的变化曲线,并建立以变幅机构铰点坐标值为设计变量、以变幅油缸受力最小为目标函数的优化模型,同时应用MATLAB优化工具箱中fmincon函数进行最优化设计.优化结果已成功应用于实际产品,取得了较好的效果.     

双曲度飞机蒙皮拉伸成形轨迹优化与验证

加载轨迹是决定飞机蒙皮拉伸成形质量的关键因素。对某双曲度蒙皮最大截面采用应变控制的方法，解析分析并推导出拉伸成形加载轨迹范围，并作为初始加载轨迹进行优化；采用最优化理论与算法和有限元数值模拟相结合的优化方法，以减小卸载回弹、提高贴模度为研究目标，以单元最大，主应变和厚度减薄率为约束条件，建立最优化数学模型，得到合理的拉伸成形加载轨迹；在自行研制的拉伸成形试验平台上进行优化结果验证，试验结果表明，成形零件贴模度、应变分布与厚度的均匀程度均有明显提高。     

平行四杆式自动装卸机构的优化设计

本文论述了平行四杆式自动装卸机构的总体设计方案。以油缸工作推力最小化为目标函数，对装卸机构进行了优化设计，并在此基础上，绘制了油缸工作推力的变化曲线图，求出了提升额定载荷时所需的油缸最大工作推力。本文建立的优化数学模型具有通用性。     

比例/非比例加载路径下5754O汽车用铝合金板各向异性变形行为的精确解析

随着越来越高的汽车轻量化需求,铝合金板在现代汽车工业中的应用越来越广。在不同加载路径下,包括比例和非比例加载,5754O铝合金板在塑性成形过程中具有复杂的各向异性规律。试验表明5754O铝合金板的各向异性规律随变形量的增加会发生改变,因此在常参数屈服准则理论框架下,基于传统的单一曲线假设难以对5754O铝合金板在整个塑性变形过程中的各向异性行为进行精确描述。鉴于上述问题,并同时考虑到大变形过程中材料变形的稳定性,对Yld2000-2d屈服准则进行改进。基于改进的Yld2000-2d屈服准则和单一曲线假设推导不同方向的单向拉伸应力应变曲线,并与试验结果进行了对比。结果表明,与原始的Yld2000-2d屈服准则不同,基于改进的Yld2000-2d屈服准则,传统的单一曲线假设仍然适用于5754O铝合金板各向异性问题。给出不同强化方式在比例加载路径下的统一性和非比例加载路径下的分散性证明。基于改进的Yld2000-2d屈服准则和等向强化和混合两种强化方式,推导非比例加载路径下板料的应力应变曲线。基于试验结果,验证了推导的理论曲线的精度。实现了5754O铝合金板在比例和非比例加载路径下变形行为的精确描述,为其工业应用提供了重要的理论支撑。     

The effect of tube dimensions on optimized pressure and force loading paths in tube hydroforming process

The precise control of internal pressure and axial force loading paths significantly affects the final product quality. In this study, the effect of tube dimensions on the pressure and force loading paths in tube hydroforming process is investigated by using simulated annealing optimization method linked to a commercial finite element code. The optimized loading paths, obtained for different tube geometries with a constant expansion ratio, are then compared. The effects of initial diameter and wall thickness on shape conformation, optimal internal pressure and axial force (or feed) are discussed on the basis of optimal loading paths. Several guidelines in prediction and determination of tube hydroforming parameters are obtained by optimization analysis.     

快速挂接器的分析与优化

选取了圆弧曲线、抛物线和余弦曲线三种典型的曲线形式对凸轮板与挂接销接触的曲线运用ANSYS的接触分析和优化功能进行了参数化建模和优化分析,优化效果明显。结果表明,凸轮板经优化后,挂接销推开凸轮板的接触力有了明显的减小,以优化后圆弧曲线的接触力为最小,优化效果明显。     

叶片前缘载荷分布对大流量系数离心压缩机叶轮性能的影响

本文主要针对大流量系数模型级的叶轮叶片载荷分布进行研究,通过改变叶片前缘载荷(叶片0~20%无量纲中弧线长)分布来设计不同形式叶轮,并进行了数值模拟分析,通过对流场的分析和性能曲线的对比,研究叶片前缘载荷对叶轮性能的影响,研究发现不同的载荷分布形式使得压缩机的性能曲线也有不同程度的左右偏移,叶轮内部流场也有较大差别,分析结果可为大流量系数模型级叶轮结构的优化设计与性能提高提供理论依据,同时为大流量系数压缩机的开发提供参考。     

On peculiarities in construction of a modified fatigue curve

A modified fatigue curve is constructed by way of computation from the results of comparative tests with irregular loading and is used to reduce the error in prediction of lifetime. A numerical and analytical method for constructing the modified fatigue curve is proposed. Limiting cases for variation of the modified fatigue curve from the starting curve obtained in tests with a constant amplitude of loading are considered.