基于RecurDyn软件的采煤机牵引部传动系统动力学仿真

基于非线性理论和多体接触动力学理论,建立了采煤机牵引部齿轮传动系统的全刚体模型和刚-柔耦合模型,运用Ansys软件将刚性齿轮柔性化,将建好的模型分别导入到RecurDyn多体动力学软件中进行仿真分析,在仿真动画环境下直观、动态的描述了轮齿啮合接触过程,并根据仿真结果对传动系统进行了优化改进。对比全刚体模型和刚-柔耦合模型的仿真结果,研究表明牵引部传动系统采用刚-柔耦合多体动力学模型的动态性能更符合实际,同时也解决了大型机械传动系统进行多体接触仿真的难题,为齿轮多体动力学模型在工程中的应用奠定了基础。     

基于刚-柔耦合模型的C80B型敞车动力学性能研究

以SIMPACK软件为多刚体动力学仿真平台、Ansys软件为柔性体仿真平台,采用在系统外将车体柔性化的建模方法建立C80B型敞车刚-柔耦合动力学模型,进行动力学性能仿真计算.在此基础上与刚体动力学模型仿真计算的动力学性能指标进行对比,分析车辆仿真模型中车体柔性化处理对动力学性能的影响.计算分析结果表明:车辆仿真模型中车体柔性化处理对车辆动力学性能的影响大于刚性车体对动力学性能的影响.     

刚柔耦合的自卸汽车举升机构动力学分析

为得到更加真实的自卸汽车举升机构动力学特性,将举升机构的拉杆和举升臂视为柔体,利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对举升机构拉杆和举升臂进行模态分析,输出模态中性文件,在多体动力学软件ADAMS中引入模态中性文件,并考虑了悬架钢板弹簧和轮胎的柔性,建立刚柔耦合的自卸汽车整车虚拟样机模型。利用多体动力学软件ADAMS,对举升机构构件均为刚体和举升机构的拉杆、举升臂为柔体时进行动力学仿真分析,得到了举升机构各铰接点作用力的变化规律。结果表明,举升机构刚柔耦合建模与刚体建模相比,获得的作用力较小,为举升机构的设计提供了依据。     

双缸小型发动机曲轴的多体动力学分析

针对双缸小型航空发动机曲轴系统,结合有限元和多体动力学等方法,仿真计算获得曲轴的动力学特性。首先,利用三维软件建立曲轴、连杆等三维模型并进行装配,导入ADAMS软件中获得多刚体曲轴系统;接着利用ANSYS软件获得柔性体曲轴,将其导入ADAMS中替换原刚体曲轴,建立刚-柔耦合系统。利用ADAMS对刚性和刚柔耦合系统进行仿真,计算并获得活塞加速度、速度和位移等数据及曲轴轴颈的受力情况等动力学特性,为下一步曲轴的设计和疲劳分析奠定基础。     

某汽车鼓式制动器虚拟样机的建模与仿真分析

为研究鼓式制动器的模拟仿真情况,将摩擦片分别视为刚性体和柔性体。基于多体动力学分析软件ADAMS和有限元软件ANSYS,提出鼓式制动器多刚体模型和刚柔耦合模型的建立方法,得到制动性能仿真结果,然后分别与理论制动力矩相对比。结果验证了模型的正确性,且刚柔耦合建模方式更加合理。     

自激型汽车摆振的建模研究

针对现有车辆动力学模型不能准确仿真汽车自激型摆振的现状,开发了一个用于仿真自激型汽车摆振动态过程的整车模型。通过转向系整体动力学建模,建立左右转向轮的力学联系;建立转向系统干摩擦模型,准确描述转向主销处的静摩擦特性;利用车轮模型对胎体的弹性特性进行准确描述。通过典型工况的仿真,验证所建模型具备准确仿真自激型摆振动态过程的能力。利用模型对影响自激型摆振的关键参数进行仿真研究,给出避免摆振的具体措施。     

天线座多柔体动力学建模与仿真分析

天线座作为支撑天线阵面探测目标的传动机构,是机械扫描雷达的一个典型部件,其动力学响应特性直接影响天线波束的指向精度。文中基于ADAMS仿真软件,以第1类Lagrange（拉格朗日）方程为建模理论,建立了天线座多柔体系统动力学模型,分析了天线座齿轮副接触力、转动角速度、转动角加速度等动力学响应特性,并与天线座多刚体动力学模型仿真结果进行了对比分析。仿真得到的天线座动力学典型数据与试验结果基本一致,表明文中采用的多柔体系统动力学建模方法及建模过程合理。该动力学建模方法可供后续类似结构设计借鉴和参考。     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究.首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角.结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据.     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究。首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角。结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据。     

钻井振动筛筛网刚柔耦合动力学仿真

为了研究叠层平板式筛网在电机激振作用下的动态响应,在RecurDyn软件中建立了三电机振动筛的多刚体仿真模型,并对模型进行了检验。基于有限元多柔体动力学(MFBD)技术,在刚体模型的基础上建立了筛箱与筛网的刚柔耦合多体动力学模型,通过对其仿真,得到筛网在处于不同振动轨迹、不同螺栓预紧力、不同支撑条件下的振动参数、被测点动应力值、应力云图等。分析结果表明:刚柔耦合模型能够更加准确的反应振动筛的抛掷指数;在一定范围内增大预紧力,能够使筛网动应力减小;增加筛箱支撑条数目能够使筛网受力更加均匀。     

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著,因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此,将转向梯形机构简化为一个连杆机构,并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型,基于该摆振模型,应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素,在摆振系统建模过程中应予以充分考虑;随着运动副间隙增大,转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态,造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。     

高速下轿车转向系非线性振动的分岔特性

当轿车以80 km·h–1及以上速度行驶时,将会出现严重的前轮摆振现象。针对轿车高速行驶状态中出现的摆振问题建立轿车转向系统4自由度非线性动力学模型,计及转向连杆的弹性作用,将该动力学模型简化为弹簧阻尼元件,综合考虑轮胎非线性侧向力、转向横拉杆铰链间隙,以及主销处的干摩擦等非线性因素,在车轮具有失衡量的情况下分析转向系统的非线性动力学特性,数值计算动力学系统的分岔图、Poincaré映射、频谱图,得到转向系统随动态参数变化的分岔规律和运动规律,基于施米特正交化方法计算振动系统的最大Lyapunov指数谱和特定分岔点的各维指数,确定系统的运动状态,划分系统的失稳区间,为转向系统动态参数的设计与优化以及非线性摆振的主动控制与被动控制提供了理论依据。     

汽车摆振系统Hopf分岔及参数灵敏度分析

为了分析汽车摆振系统的失稳机制,以某样车的右前轮为例,基于1/4车辆动力学模型,通过第二类拉格朗日方程建立了三自由度单轮摆振系统动力学模型。在系统状态方程的基础上,应用Hurwitz准则求解得到了摆振系统的临界失稳车速,进而获得了摆振系统在临界失稳车速处的特征值。结果表明,临界车速工况下的系统平衡点是非双曲平衡点,因此,以车速为分岔参数,通过中心流形理论得到了系统在临界车速处的二维中心流形。在此基础上深入分析了摆振系统的Hopf分岔特性,并得到了摆振系统的近似周期解。最后,通过四水平五参数正交实验设计,获得了转向系和悬架系的结构参数对系统临界失稳车速的灵敏度。研究发现,系统临界失稳车速对主销后倾角最为敏感,其次是转向系和悬架系的阻尼。因此,在工程实践中,应该优先考虑通过调整主销后倾角来抑制汽车摆振。     

基于轮胎侧偏频率响应的汽车摆振分析

基于小幅纯转向运动时的轮胎侧偏频率响应函数,分析了轮胎的侧偏频率响应及其与汽车前轮摆振的关系。根据车轮摆动时路面对汽车转向系统的能量传输的大小和方向,提出了减小汽车摆振倾向的途径。     

Active steering wheel shimmy control for electric vehicle by sampled-data output feedback

In this paper, a new two Degree of Freedom (DOF) shimmy dynamic model of an Electric Vehicle (EV) with independent suspension subject to uncertain disturbances is built via Lagrange’s theorem firstly. Secondly, Based on the built model, an active control method is proposed to solve the shimmy problem of the steering system via a sampled-data output feedback controller. The output feedback domination approach is also used to dominate uncertain disturbances by using a scaling gain. With the help of these tools, the sampling period and scaling gain are calculated to guarantee global stability and disturbance attenuation for the closed-loop control system. Finally, simulations and tests are conducted to verify the effectiveness of the sampled-data output feedback controller for the EV’s shimmy problem under different conditions.     

基于遗传算法的一类越野车前轮摆振控制优化设计

以一类越野车为研究对象，建立前轮摆振系统的数学模型。针对该数学模型对全局优化算法——遗传算法进行改进。以受迫摆振幅值最小并避免自激振动为目标，使用改进遗传算法对汽车结构参数进行优化。使用所得优化参数对前轮摆振进行仿真。结果表明，通过优化对抑制摆振取得了较好的效果。     

基于MATLAB铰接式车辆原地转向特性的研究

基于铰接式车辆原地转向特性,建立了铰接式车辆原地转向运动学模型,同时建立了装载机原地转向力学模型,分别对单桥驱动、双桥驱动和转向力学模型阻力矩进行了计算,得到了前、后桥轮荷。运用MATLAB软件对满载原地转向阻力矩和轮荷进行了计算和仿真,为铰接车辆转向系统设计和校验提供了依据。     

装载机流量匹配转向系统特性分析

国产小型装载机普遍采用负荷传感转向方式,该系统定量泵输出流量不能根据负载需求进行调节,会产生与流量有关的能量损失。针对此问题,提出用伺服电机独立驱动定量泵的流量匹配转向控制方法。在SimulationX中建立了装载机整机联合仿真模型,对采用负荷传感转向系统的装载机进行了仿真研究;构建了装载机的试验测试系统,对比仿真与试验结果,验证了仿真模型的准确性。进一步将流量匹配转向系统应运于此仿真模型,维持与现有系统相同转向特性的条件下,该系统在各转向工况下降低泵输出能耗约35%。     

基于转向轻便性及回正性能设计的EPS应用

在建立电动助力转向系统(Electric power steering system,EPS)数学模型的基础上,将方向盘转矩传感器测得的转矩信号和估算的转向盘转角值相结合以判断转向的状态,然后运用模糊比例微分(Proportion derivative,PD)控制进行常规助力控制或回正控制。仿真结果表明,原地和低速条件下转向盘操纵转矩明显降低,车辆回正性能显著提高。并通过相关的软、硬件设计实现所设计的控制策略。为检验控制策略合理性和控制软件可行性以及自主设计控制单元(Electronic control unit,ECU)的可靠性,参照相关国家标准,进行无助力、自主研发的EPS实车对比试验,试验结果与仿真结果相吻合。     

步行式底盘转向系统运动分析

为了获得步行式底盘转向系统的运动参数,针对底盘转向系统的结构特点,以保证转向时整车稳定性和转向轮无侧向滑动为出发点,建立了转向系统的动力和运动学模型,分别对前轮、后轮和四轮转向3种转向工况的最小转弯半径、转弯速度和机构运动状态参数进行了优化分析。研究表明,该理论分析方法可以为底盘转向系统的设计和应用提供了理论基础。