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。     

不同自由度耦合斜齿轮转子系统的振动特性

以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统为研究对象,考虑静态传递误差和齿轮几何偏心等因素的影响,建立了全自由度通用齿轮啮合动力学模型。将其与转子系统有限元模型进行耦合,建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型。转子系统采用梁单元模拟,齿轮之间的啮合通过啮合刚度矩阵和阻尼矩阵模拟,并分析了不同自由度耦合下系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明,考虑弯扭耦合和弯扭轴摆耦合会产生较多的弯扭耦合频率,响应计算结果出现的峰值点均对应系统的固有频率,而考虑弯扭轴摆耦合可以更好地表征系统的不同自由度的耦合振动情况。此研究结果可为齿轮耦合转子系统设计提供参考。     

两层两环空间耦合链机构自由度分析原理

自由度分析是机构构型综合、运动学和动力学研究的基础。过去的几十年,国内外学者主要对空间并联机构自由度分析开展了研究。研究比空间并联机构更加复杂的两层两环空间耦合链机构的自由度分析原理。通过推导两层两环空间耦合链机构的运动螺旋方程,建立耦合链带来的耦合关系的数学模型。基于运动螺旋方程,建立空间耦合机构中刚性子结构的判别方法和自由度分析原理。利用两层两环空间耦合链机构的等效子并联机构的分支运动螺旋系线性组合的特点可以实现自由度性质分析。两个典型的例子被用来说明提出方法的有效性。     

多环耦合机构末端件自由度计算的等效法

针对新型耦合机器人与常见并联机器人机构结构的迥异性,提出一种适应多环耦合机构末端件约束分析和自由度计算的新方法,此方法的主要思路是将多环耦合机构转化为并联机构。提出机构拆分原则,将连接输入和输出的部分拆分为多个独立单元体。应用螺旋理论逐一分析拆分出的单元体中各个耦合节点构件相对于机架的独立运动,将含耦合结构的独立单元体等效为一个串联分支,整个机构就等效为一个并联机构。分析等效并联机构各分支的运动螺旋系和约束螺旋系,采用二次反螺旋求得机构末端件的自由度。应用提出的等效替代法计算一个耦合机构的自由度,计算结果与原型一致,表明提出的新方法能够有效化简耦合机构的复杂性并正确求得自由度。     

一种新型商用车驾驶室多轴道路虚拟试验研究

为了提高商用车驾驶室多轴道路模拟试验台的控制精度，精确复现路谱采集信号，提出了一种基于运动学与动力学分析的驾驶室多轴道路虚拟试验台控制策略。依据机构学原理描述了试验台的结构，并进行了运动学分析和计算，利用位姿反解算法及含雅可比矩阵正解算法进行了闭环反馈的自由度解耦。实测驾驶室相关参数并与ADAMS软件相结合建立了驾驶室、部分车架及试验台的刚柔耦合多体动力学模型，创建Femfat-lab、MATLAB/Simulink和ADAMS软件接口进行自适应联合仿真计算，实现了试验台的自由度解耦控制。将多轴虚拟试验台与实车试验内部响应信号相结合，选择信噪比较高的信号为目标信号进行迭代分析，获取实车位置等效位移激励。选取典型的比利时路面载荷谱作为模型输入条件，从而重现与道路试验相结合的真实路谱。研究结果表明，与室内道路模拟试验台架及常规虚拟迭代结果相比，驾驶室采用多轴虚拟试验台的迭代次数明显减少，得到的时域、频域响应信号与目标信号的变化趋势相吻合，且各通道相对误差均方根值(RMS)均小于设定值，迭代精度高，从而验证了所提方法的可行性，为后续驾驶室疲劳寿命预测提供了可靠的载荷谱。     

新型无耦合两转动并联机构运动学及性能分析

针对并联机构的强运动学耦合性问题,提出了一种新型无耦合二自由度转动并联机构。利用方位特征集法对机构进行了运动输出特性分析和自由度计算,利用驱动力螺旋理论和封闭矢量法推导了机构运动平台的姿态方程和角速度方程,根据机构分支运动链的运动螺旋系及其约束螺旋系的线性相关性,分析了机构的运动学奇异性,并给出了其奇异位形;推导出了机构运动条件指标与结构尺寸系数和输入角位移之间的关系式,讨论了机构满足运动学完全各向同性的结构条件,最后对机构运动学进行了仿真分析。研究结果表明:该并联机构具有无耦合运动学特性,尤其当其结构尺寸满足一定要求的情况下,其运动雅可比矩阵为单位阵,机构则具有完全各向同性的运动学特性。     

基于自由度耦合的携行式外骨骼机械结构有限元分析

以携行式外骨骼为研究对象,使用ANSYS 10.0软件,建立机械结构的有限元模型,采用自由度耦合方法,处理构件与液压缸之间的连接问题,并对其进行强度分析,根据计算结果,对机械结构设计提出了修改意见,为后续研究奠定了基础.     

国内首个自主转向系5轴试验台研发成功

正由重庆理工大学承担的重庆市科委应用开发项目——"汽车转向系统5轴性能试验台开发"日前已进入结题阶段,项目组成功研发出转向系5轴试验台,这是我国首个自主研发的转向系5轴试验台。这一研发项目克服了国内现有3轴试验台只能测试部件加工质量,不能准确测试和分析转向系工作性能及问题的缺点,增加了带悬架时转向系的性能测试功能,利用自有的授权国家发明专利方案,实现了主要行驶工况的模拟,能更精确再现和更真实反映转向系统在车辆转向过程中的主要工况,也能更精     

车辆运动模拟6自由度平台的协同控制研究

对车辆运动模拟6自由度平台进行研究。对四通阀控制液压缸伺服系统进行了理论分析和试验研究,讨论了有负载时,液压缸正反向运动速度一致和换向瞬间不产生压力跃变这两种情况下,非对称伺服阀各阀口面积梯度的关系。推导出空载时,使阀控非对称缸系统正反向运动速度一致且换向瞬间不产生压力跃变的非对称伺服阀各阀口的面积梯度的关系式。在此基础上,研究6个液压缸伺服系统协同控制,实现了车辆的运动模拟。实际运行结果表明:该平台运动平稳,各自由度协同控制性能良好,完全满足了车辆各种运动模拟要求。     

液压颤振器的流固耦合振动研究

介绍了一种液压颤振器的结构和工作原理,采用ANSYS Workbench、CFX和AMESim联合仿真,对颤振器流固耦合振动进行了CFD数值模拟,分析了颤振过程中的耦合场。实验研究发现,单作用颤振液压缸的流固耦合振动与双作用液压缸颤振结果有较大区别。