大规模接触转台系统动力学建模与仿真

在分析了大型柔性转台研制难点的基础上,提出了采用多柔体动力学方法进行大型柔性转台系统的建模与仿真.在解决柔性轴承大规模接触问题建模的前提下,建立了某柔性转台系统的多柔体虚拟样机,基于该虚拟样机获得了转台撑腿、外环、钢珠的位移和应力随时间、空间的变化特性.最后基于多体动力学的仿真分析结果完成了整个转台系统的疲劳寿命仿真分析.本文所建立的大型柔性转台的虚拟样机为其正式产品的工程设计验证提供了有力的技术手段.     

伺服驱动凸轮滑块分离装置联合仿真研究

目的研究某包装机械凸轮滑块分离装置的性能,利用机电联合仿真方法对伺服驱动凸轮滑块分离装置系统进行有效的性能预测。方法提出一种独立伺服驱动凸轮滑块分离装置机电联合仿真分析方法。建立分离装置的动力学模型,并研究其动力学特性;对控制系统进行分析,建立三环控制模型,整定控制参数;进行ADAMS/Matlab联合仿真研究。结果从仿真结果可知,由于系统存在负载波动,导致最大位置跟随误差达到4.1709°。对控制系统进行改进后,最大位置跟随误差减小到0.0440°。系统稳态跟随误差在允许范围之内,与仿真结果基本一致。结论利用机电联合仿真方法能够对伺服驱动凸轮滑块分离装置系统进行有效的性能预测。     

刚柔耦合齿轮三维接触动力学建模与振动分析

基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了刚柔耦合齿轮三维接触动力学模型和动力学分析新方法.考虑轮齿与轮体间的相对柔性变形,啮合齿对间球-面三维动态接触和齿轮几何参数等因素,通过离散齿廓渐开线获得了齿面的离散接触面,从而建立了齿轮啮合传动动力学模型.通过数值求解与仿真分析,研究了单侧齿面接触、双侧齿面接触和刚柔耦合特性对齿轮啮合传动特性的影响规律,获得了啮合轮齿全齿面接触冲击力,力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性.研究表明:新方法和动力学模型更真实地模拟了齿轮啮合传动的齿轮柔性变形和接触冲击等振动响应特性.该方法和数值计算结果为齿轮啮合传动和齿轮系统动力学研究提供了理论指导和参考数据.     

球轴承柔性多体动力学分析与接触振动研究

结合有限元法和柔性多体动力学方法,提出球轴承柔性多体接触动力学模型和动力学分析方法。综合考虑钢球与内外圈滚道的游隙、柔性多体接触、套圈弹性变形、摩擦、离心力和转速等关键因素,建立球轴承的柔性多体接触动力学模型。研究了球轴承的柔性多体动力学特性和接触振动响应,计算出球轴承钢球公转一周时的接触力变化、套圈中心的相对振动位移、加速度、套圈弹性变形、截面接触应力和径向接触应力等接触振动响应,揭示了球轴承的支承钢球数目奇偶交替时的变柔性接触振动本质。提出的球轴承动力学模型与计算结果为以系统振动为目标的球轴承动态设计和球轴承系统设计提供理论指导和参考数据。     

接触表面摩擦学仿真设计建模研究

利用计算机仿真技术进行摩擦学设计是现代设计方法之一,其中建立合适的关系模型是仿真的重点.本文对接触表面形貌的数学模型和力学模型的建立方法和过程进行了探讨,并在Matlab、有限元分析软件ANSYS中分别实现了表面形貌的模拟仿真和接触应力仿真.分析结果表明,建立正确的仿真模型并辅以参数化设计方法是解决摩擦学仿真问题非常好的实现方法.     

滚珠丝杠副滚珠循环系统的动力学研究和仿真

研究滚珠丝杠副的滚珠循环系统中的碰撞接触现象,根据赫兹接触理论和经典碰撞理论,并考虑滚珠和导珠管的几何外形、丝杠的转动速度等因素,建立滚珠和导珠管碰撞接触的动力学模型。在此基础上分析了滚珠的入口速度、材料密度对碰撞力大小、接触时间的影响。应用多体动力学软件Adams,根据实际物理参数,创建了导珠管和滚珠的几何模型,对钢珠在导珠管中的运动情况进行仿真模拟,获得了碰撞过程中滚珠的运动轨迹、速度、加速度以及碰撞力的变化情况。通过对不同参数的物理模型理论计算和仿真,分析了影响滚珠循环系统动力学的主要因素。理论计算和仿真、试验结果吻合较好,这对于优化导珠管结构,研究开发新型滚珠丝杠副有重要的意义。     

流体换向装置流量的建模与仿真分析

基于有限元分析、计算流体力学理论,根据换向装置实际结构建立换向装置三维仿真模型,采用滑移网格技术,所用网格划分方案具有网格数量少、网格质量高等特点,仿真分析换向装置换向过程由于喷嘴内部水流流场变化对换向流量误差的影响。仿真结果显示,换入换出同向型换向装置在满足一定的条件下,换向流量零误差,换向装置换向误差与喷嘴内部特性等因素无关;换入换出反向型换向装置在满足一定条件下,换向流量存在误差,这类换向流量误差和喷嘴内流场特性关联。     

非瑞利混响建模与仿真

针对散射单元内只存在有限个有贡献的散射体情况(具有代表性的K分布混响)进行了建模仿真。它把混响的统计包络通过与系统参数(如波束宽度、带宽)、环境参数(如散射体密度、尺寸)有关的方程形式体现出来。同时,为了避免点散射模型计算量过大的问题,采用有效的近似手段来产生K分布变量,用有限冲击响应滤波器来模拟多途传播影响以及混响功率谱形状。混响包络概率密度分布函数的建模与仿真,对主动声呐的混响抑制研究具有较高的应用价值。     

多工质小型制冷装置动态仿真

本文根据“制冷系统热动力学”的观点,对采用不同工质的小型制冷装置进行了理论了实验研究。信真结果与有关实验数据较为吻合,验证了理论模型的通用性和准确性。根据研究结果分析和讨论了采用新工质后对系统的影响和要求。     

颗粒与液体可连续分离的振动装置参数分析

本文提出了一种用振动方法将颗粒与液体连续分离的装置，在理论上推导了一些参数需满足的条件，还设计并生产了产品，经使用能实现连续分离的要求。     

变工况下滚动轴承保持架碰撞接触动力学特性分析

滚动轴承保持架在运动过程中始终会与滚动体产生碰撞,尤其在变工况条件下更易表现出复杂的动态接触特性,对轴承使用性能和寿命产生重要影响。该研究以深沟球轴承6309为研究对象,考虑滚动体与内外圈、保持架之间动态接触关系,建立了滚动轴承耦合动力学模型,分别讨论了匀、加、减速及不同转速波动工况下滚动体与保持架间碰撞力幅值、次数及分布情况等接触特性变化。研究结果表明：变速工况下滚动体与保持架间碰撞次数增多;加速工况下滚动体与保持架兜孔前端碰撞力幅值明显小于后端碰撞力幅值,且承载区内滚动体主要与兜孔前端发生频繁碰撞,非承载内则主要与后端发生碰撞,减速工况则相反;相较于稳定工况,转速波动工况下滚动体与保持架间碰撞作用力要大得多,碰撞程度从小到大依次为三角波动工况、简谐波动工况、矩形波动工况。该研究结果可为保持架的设计和失效分析提供理论依据。     

圆柱滚子轴承多体接触动力学研究

考虑滚子和套圈、滚子和保持架、保持架和引导套圈的动态接触关系,提出了机械系统中圆柱滚子轴承多体动力学分析的新方法。基于圆柱套圈滚道的三角网格模型,实现了圆柱滚子和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,进而建立了计及润滑摩擦作用和Hertz接触作用的圆柱滚子轴承的三维多体接触全动力学模型。运用广义-α方法计算分析了不同工况条件下圆柱滚子轴承的动态特性和保持架的稳定性,获得了不同工况下轴承的运动轨迹、角速度、滚子和倾斜扭转振动、动态接触力,拖动力和相轨迹等动态响应的变化规律。计算结果表明低速或较小径向力下,滚子和保持架的拖动力相对较小且不稳定,滚子和保持架侧梁、外圈挡边之间存在明显的频繁接触冲击作用,内圈中心的振动位移相对较大,保持架中心的径向平面运动轨迹形成不稳定的近似圆周运动,圆柱滚子轴承的运动稳定性相对较差。随着转速或旋转径向力的增加,保持架中心的径向平面运动轨迹为圆周运动和单周期的相轨迹运动,保持架中心的轴向振动明显,滚子倾斜扭转振动相对较小。     

点式火工分离装置冲击载荷作用机制的数值模拟研究

为定量分析点式火工分离装置冲击载荷作用机制,以典型爆炸螺栓连接结构为对象,分别建立了爆炸过程、应变能释放过程、撞击过程的数值计算模型,分析了分离过程中三种不同的物理过程及其诱发响应的机制,讨论了不同阶段不同区域内的结构响应特征。得到的结果符合相关标准描述的一般规律。文章首次从定量角度研究了分离过程中三种机制对响应的贡献及其特征,计算结果为今后相关产品的设计、试验与评估提供了参考,也为爆炸分离冲击载荷与响应机制认识提供了一种可行的数值分析方法。     

基于UG的飞剪运动仿真分析及改进

：运用UGNX8．0多体动力学分析方法,对飞剪进行运动仿真分析,验证其在运动过程中是否存在干涉或死点,并加以改进至理想运行状态。     

星箭解锁分离装置中摆臂的动力学分析

在非火工甚低点式星箭解锁分离装置工作过程中,要求星箭分离在很短的时间内完成以及避免在星箭分离过程中产生较大的冲击力对其他重要的敏感元器件造成损害,因此在星箭解锁分离装置中摆臂旋转时间及由其与圆柱壳体碰撞产生的碰撞力对于整个分离过程的影响是不可忽略的。主要通过运用动力学及Herz接触理论对星箭解锁分离装置中一级摆臂、二级摆臂进行动力学建模及分析,运用数值分析软件对模型进行仿真计算,得出摆臂旋转时间和碰撞冲击力的仿真曲线,并通过实验验证理论模型的正确性;仿真分析结果与试验结果对比表明数据规律一致性较好,计算结果具有较高的可信度。     

摆锤式自动平衡装置的建模与仿真

利用拉格朗日方程推导出摆锤式自动平衡装置的数学模型,依据现有实验台确定模型中的相应参数,应用龙格-库塔法对数学模型进行计算机仿真,分析摆锤质量对摆锤式自动平衡装置减振性能的影响。     

基于ADAMS的扭矩合成装置动力学仿真分析

针对电动负载模拟器中采用的一种扭矩合成装置,分析其在不同输入条件下扭矩的合成效率。利用Solidworks软件建立三维模型,通过Parasolid格式将模型转入到ADAMS中,以Hertz弹性碰撞理论为基础,对齿轮之间的接触力进行计算并施加约束,最终建立扭矩合成装置的动力学模型,通过输入不同大小、方向、频率、相位等各种形式的扭矩,得到输出扭矩的动态响应特性曲线。仿真结果表明:仿真值与理论值误差在1%之内,证明该扭矩合成装置在各种不同输入条件下都能高效地实现扭矩合成的目的,所建模型是可靠、准确的。研究结果对装置的使用以及进一步的结构优化设计具有一定的指导意义。     

爆胎对牵引火炮行驶性能仿真分析

为研究内支撑轮胎爆胎对火炮行驶性能的影响,由于安全性实验危险系数大,利用虚拟试验的方法来研究牵引火炮行驶过程。利用多体动力学软件建立了火炮行驶模型,模拟其行驶过程,得到了速度对其的影响,并与传统的充气轮胎进行了对比分析。仿真结果表明:内支撑轮胎自身结构合理,应力分布均匀,速度对火炮侧偏性能有着重要影响,较传统充气轮胎的性能有所提高,为内支撑轮胎试验和使用提供了理论数据。在仿真结果的基础上,通过基地试验验证了仿真结果的正确性。     

轧机翻转装置运动仿真分析

本文对轧机翻转装置进行了运动仿真分析,应用NXUG8．0刚体动力学分析方法,校验了轧机翻转装置在某一压力下是否可以将Ф650轧机拉回或推起,其结构在运动过程中是否发生干涉或存在死点、是否安全可靠。     

圆弧齿锥齿轮接触动力学分析

运用三角网格方法重构了三维离散的圆弧齿啮合齿面模型。基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了考虑全齿面动态接触关系的螺旋锥齿轮三维接触动力学模型和动力学分析方法。运用三角网格单元接触的包围盒搜索技术和微分代数方程求解方法,仿真分析了单侧齿面接触、双侧齿面接触、负载扭矩和齿侧侧隙等因素对齿轮啮合传动特性的影响,获得了圆弧齿啮合全齿面接触冲击力,力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性。研究表明：新方法和动力学模型较好地模拟了圆弧齿锥齿轮的承载特性和啮合接触动力学特性,对以动力学特性为目标的圆弧齿锥齿轮设计和齿轮系统动力学研究提供了理论参考。