工业机器人谐波减速器动刚度测试与分析

设计谐波减速器动刚度试验台,并通过正弦激励、随机激励、敲击激励给谐波减速器不同的加载方式,观察和记录不同激励下谐波减速器的第一阶固有频率,进而得出谐波减速器的动刚度特性。比较分析三种加载方式的可靠性与合理性,改变谐波减速器的相位并记录观察对谐波减速器动刚度特性的影响,为谐波减速器的研制提供了很好的指导。     

主动隔振作动器刚度放大与控制误差分析

研究了主动隔振系统中作动器的刚度放大与控制误差问题。主动隔振系统中作动器的刚度应与其负载刚度相匹配,如果负载较大或者作动器刚度较小,可以利用作动器与小刚度弹簧串联的方式放大输出刚度。分析了控制器的输出误差均匀分布时主动隔振系统的隔振性能,分析表明,对作动器刚度放大时,需要同时提高控制器的相对精度与作动器的行程才能保证原有的隔振效果,作动器的输出刚度与控制器相对精度、作动器的输出行程两参数具有等效性与替代性。这为设计主动隔振系统时控制器与作动器在更广阔的范围内选择提供了依据。     

增加车门对列车车体垂弯动刚度的影响

针对增加车门的纯车体垂弯动刚度进行研究,用试验的方法得出参数一致车门不同车体的1阶垂弯模态,在未知车体截面几何尺寸、质量及其分布的情况下,利用模态试验结果计算出1阶垂弯动刚度,并采用分段三次Hermite特插值进行拟合。研究表明,车门结构不同的纯车体截面垂向位移和1阶垂弯动刚度呈“W”型分布,增加车门后,纯车体垂弯动刚度变化较大。该结果在车体动刚度设计中有一定的意义。     

有限元法计算长方型橡胶空气弹簧隔振器的垂向刚度

针对传统计算橡胶空气弹簧垂向刚度的局限 ,提出用有限元法进行计算 ,解决了囊内空气变化问题。并对长方型橡胶空气弹簧隔振器进行了垂向刚度的计算 ,与试验值的对比结果说明 ,该方法是可行的。     

基于多分辨率-多边形单元建模策略的多材料结构动刚度拓扑优化方法

利用多边形有限单元的高精度求解优势,融合多分辨率拓扑优化方法,实现粗糙位移网格条件下的高分辨率构型设计,由此提出多材料结构动刚度问题的拓扑优化方法。将多边形单元(位移场求解单元)劈分为精细的小单元,构造设计变量与密度变量的重叠网格,形成多分辨率-多边形单元的优化建模策略;以平均动柔度最小化为目标和多材料的体积占比为约束,建立多材料结构的动力学拓扑优化模型,通过HHT-α方法求解结构动响应,采用伴随变量法推导目标函数和约束的灵敏度表达式,利用基于敏度分离技术的ZPR设计变量更新方案构建多区域体积约束问题的优化迭代格式;通过典型数值算例分析优化方法的可行性和动态载荷作用时间对优化结果的影响机制。     

基于行星滚柱丝杠副的机电作动器动态特性分析

以舵回路系统中机电作动器为研究对象,考虑机电作动器的安装和舵面负载连接,建立了基于行星滚柱丝杠副的机电作动器数学模型。采用AMESim进行仿真对比分析,探讨了机电作动器中结构刚度、摩擦和间隙等非线性因素对系统动态性能的影响。结果表明：相比传动刚度,结构刚度中固定刚度的提高对于系统动态响应的改善作用更明显;行星滚柱丝杠副间隙量越大,系统的阶跃响应波动幅值越明显;在给定舵控指令下,机电作动器的仿真位移输出响应误差最大为1.8mm,相对误差为1.2%,从而较好的反映了模型的有效性,为功率电传机电作动器的进一步结构优化和控制提供了理论依据。     

一种新的集成非线性杆件单元刚度矩阵的方法

对于非线性杆件单元,本文提出一种新的简便有效的集成单元刚度矩阵的算法。该方法直接从结构力学中的位移法的概念出发,通过解析积分或数值积分求解积分算子,由积分算子线性组合,能快速求解考虑弯、剪、扭、轴压等各种非线形刚度的杆件单元的刚度矩阵。该方法具有广泛的普适性,能适用于所有多项式、插值多项式、解析式、离散点描述的变刚度、变截面直杆的单元刚度矩阵集成计算。文中通过求解线性直杆单元刚度矩阵验证了该方法的正确性。     

基于边界单元法的印刷机滚筒结构刚度分析

以实际滚筒模型为分析对象,使用边界单元法(BEM)对该结构进行刚度计算和分析。通过数值算例验证了BEM的正确性和有效性,在此基础上,充分考虑实际工况,应用BEM法分析滚筒在重力作用下的自由变形,并与基于FEM的商用结构分析软件得到的结果进行对比。对比结果显示,BEM法在分析滚筒结构刚度时具有精度高、计算量小以及纯边界离散等特点,是一种应用于结构刚度分析的高效方法。     

一系螺旋弹簧动刚度对车辆-轨道耦合振动影响分析

建立准确表征一系悬挂轴箱螺旋弹簧波动特性的力学模型,运用动刚度矩阵法求解,研究其对悬挂系统隔振性能影响。结合基于格林函数法的车辆-轨道耦合动力学模型,引入弹簧刚度频变特性,对比分析考虑一系螺旋弹簧频变刚度前后车辆动力学性能之间的差异。结果表明,动刚度矩阵法可以精确求解螺旋弹簧随频率变化的动刚度特性,在一阶模态振动频率后弹簧刚度值呈现103等级的剧烈变化,该结果与有限元模型结果一致;一系螺旋弹簧的动态频率特性导致轮轨激励由车轮至构架的振动位移传递率提高到接近于1,而对车体的振动传递率提高到了10-3左右;在整车车辆-轨道动力学计算中,其对轮轨振动影响较小,但车体与构架出现了较高的高频振动能量峰值。包含一系悬挂动刚度的车辆模型更接近实际,为了降低车辆振动,应尽量提高一系螺旋弹簧自振频率并降低动刚度变化幅值。       

磁致伸缩作动器的设计与性能分析

在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了一种微位移作动器．通过有限元分析，对作动器的结构进行优化，得到均匀的偏置磁场和激励磁场；设计了预压力加栽结构和强制冷却结构．对该作动器的动、静态性能进行了测试，结果表明：作动器基本上工作在线性区域内，其位移伸缩量大，低频动态性能较好，高频谐波分量影响较小，相位延迟较小，同时也证明了对作动器的磁场分析和结构优化是正确的．     

膜式空气弹簧非线性垂向刚度研究

基于Firestone 公司生产的1T15M-2膜式空气弹簧,运用膜式空气弹簧的理论刚度计算公式对空气弹簧的垂向刚度进行了分析。通过在ANSYS中建立该空气弹簧的精确模型,运用非线性有限元并逐次迭代的方法进行了计算,得到了空气弹簧在三种不同气压下的垂向刚度。仿真及理论计算的垂向刚度与试验数据基本一致。理论分析表明由有效面积变化产生的垂向刚度最大达到了总垂向刚度的一半以上,计算时不能忽略不计。该方法对于任意截面活塞的空气弹簧垂向刚度的计算有一定参考价值     

基于实测数据的汽轮机轴承座动刚度估算方法

介绍了锤击法实测汽轮发电机轴承座支承动刚度的原理和方法,利用锤击法的实测数据,提出了计算相应发电机转子系统的动刚度的计算方法,进行了某汽轮发电机轴承座支承动刚度的实测结果和分析,所得计算值与实测值十分吻合.     

索的动刚度与模态参数识别

索的动刚度描述动态过程索的荷载与变形的关系,是索本身固有特性的描述。从考虑垂度影响的索的动刚度解析解出发,提出了适用索模态参数是不相应的简化解。试验得到了索的频响函数,采用最小二乘拟合的方法,应用推导的索动刚度简化解,识别出了索的各阶频率和阻尼比。     

电磁式作动器控制转子振动的理论分析与实验研究

本文在研制电磁式作动器及其振动控制系统的基础上，分析了电磁式作动器的力学模型，对具有不平衡转子的振动进行了控制实验研究。结果表明，电磁式作动器具有较好的可控刚度和阻尼特性；在共振频率外，转子振动幅值减少了５０％￣８０％。     

结构凝聚动刚度的有效简化方案

本文提出一种基于模态展开和幂级数展开的混合方案,用于简化结构凝聚动刚度的计算.本方案的收敛性较好,并且它的误差易于估计,因此较实用方便.     

源／测量单元仪器的LAN接口控制

本文以GS610源／N量单元仪器为例,介绍了其LAN连接、LAN参数设置、使用内置Web服务器控制仪器和利用LabVIEW设计程序进行远程控制的方法。对充分发挥该类仪器效能,避免资源浪费具有指导借鉴意义。     

基于激振法的空气弹簧垂向刚度和阻尼特性研究

以Firestone公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,与容积为22L的附加空气室构成带附加空气室空气弹簧.采用激振法研究了当空气弹簧与带附加空气室之间安装有孔口连续调节装置时,系统的振幅放大率和加速度稳态响应随激振频率和节流孔面积的变化规律,以及空气压力、节流孔流通面积对空气弹簧垂向刚度和阻尼的影响.研究发现,在3种各自不同压力条件下,无论节流孔面积大小如何,随着激振频率的增加,系统振幅放大率和加速度稳态响应值都先增大,并且在共振点时达到响应峰值,然后减小至较小的稳定值.当节流孔面积变化时,系统共振时的振幅放大率和加速度稳态响应峰值在节流孔面积调节至大约57 mm2时出现最小.节流孔面积对垂向刚度和阻尼都有影响,其中节流孔面积从57 mm2变化到78 mm2时,带附加空气室空气弹簧的刚度发生显著减小;阻尼的敏感变化范围为11 mm2～187mm2,在57 mm2附近阻尼达到最大值.空气弹簧中的空气压力对垂向刚度和阻尼也有影响,内压越大,对应的刚度越大,而阻尼反而越小.该研究结论为刚度和阻尼连续可调空气悬架的研发提供了一定的依据.     

书本式压电作动器的特性分析

在考虑粘接层影响的情形下，利用层合梁理论导出了柱形弯曲书本式压电作动器的作动力以及机电耦合系数的数学表达式，并通过数值仿真分析揭示了机电耦合系数与压电层层数、压电层厚度以及粘接层厚度间的关系。这些结果为书本式压电作动器的结构综合优化设计提供了理论基础。     

重型燃气轮机支撑结构动刚度计算分析方法

采用有限元仿真计算和实验测试相结合研究手段,测试某重型燃气轮机支架动刚度,以形成较为完备计算燃机支架动刚度的有限元仿真流程和计算分析方法。三维模型和实验测试所用试验件按4:1进行缩比并建立模型、加工制作。采用锤击法进行测试,并以其结果对有限元仿真计算结果进行验证。经过对比验证发现两者所得到结果吻合较好。结果表明,基于实验测试燃气轮机支撑结构动刚度有限元仿真流程及分析计算方法是可行的,计算结果具有一定可靠性,对进行相关方面研究具有一定参考价值。