基于刚柔-机电耦合的机床直线电机进给系统动态性能仿真研究

以某新型直线电机驱动的车铣复合机床Z轴进给模块为研究对象,在多刚体动力学仿真模型的基础上,考虑导板柔性和结合面参数,构建了Z轴模块刚柔耦合模型,采用快速正弦扫描实验对仿真模型进行了实验验证。进一步,将直线电机伺服控制系统考虑进来,提出了一种综合考虑刚柔—机电耦合作用的数控机床进给系统动态性能研究方法,并对其进行仿真分析。仿真结果表明,机床机械结构和伺服控制系统共同对机床进给系统的动态性能产生了重要的影响。     

数控机床电机-斜齿轮齿条耦合进给系统动态特性分析#br#

数控机床进给系统动态误差是影响加工精度的一个重要因素。针对大型镜像铣床斜齿轮齿条进给系统,通过势能法和切片积分法获得时变啮合刚度,同时考虑啮合误差引入的内部激励建立斜齿轮齿条动力学模型。针对矢量控制电机,建立交流同步伺服电机的双闭环控制动力学模型。将电机模型与齿轮齿条动力学串联构成机电耦合系统动力学模型,通过Simulink 仿真和实验研究,分析啮合误差、电机动态特性对于进给系统动态传递误差的影响,明确了齿轮齿条误差是进给系统的主要误差源。研究成果可为高动态精度的进给系统设计提供参考。     

数控机床电机-斜齿轮齿条耦合进给系统动态特性分析#br#

数控机床进给系统动态误差是影响加工精度的一个重要因素。针对大型镜像铣床斜齿轮齿条进给系统,通过势能法和切片积分法获得时变啮合刚度,同时考虑啮合误差引入的内部激励建立斜齿轮齿条动力学模型。针对矢量控制电机,建立交流同步伺服电机的双闭环控制动力学模型。将电机模型与齿轮齿条动力学串联构成机电耦合系统动力学模型,通过Simulink 仿真和实验研究,分析啮合误差、电机动态特性对于进给系统动态传递误差的影响,明确了齿轮齿条误差是进给系统的主要误差源。研究成果可为高动态精度的进给系统设计提供参考。     

基于刚柔耦合的复合滚柱活齿传动动态特性分析EI北大核心CSCD

针对实心滚柱活齿在运行过程中滚柱接触应力大和系统易产生较大振动噪音的问题,对滚柱活齿进行改进,提出一种复合滚柱活齿结构,在数值仿真过程中将复合滚柱活齿外圈和内芯以及实心滚柱活齿进行柔性化,分别建立了两种不同滚柱活齿传动的刚柔耦合动力学模型,对系统传动动态特性进行分析。仿真结果表明,复合滚柱活齿传动与实心滚柱传动相比,其动态啮合力和振动加速度的峰值及波动范围更小,输出更平稳。复合滚柱的柔性增大了滚柱活齿传动中的阻尼,使系统在运行过程中的冲击载荷减小,系统振动明显改善。振动试验表明,复合滚柱活齿样机所测振动加速度峰值明显降低,且整体传动振动噪声明显改善,复合滚柱活齿结构对传动过程减振降噪起到一定作用。     

刚柔耦合包装系统动态特性分析的逆子结构方法

目的以三级刚柔耦合包装系统为研究对象,推导由系统水平传递函数反向预测部件水平传递函数的逆向子结构分析公式。方法结合刚性和柔性系统特点,分别将三级刚柔耦合系统转化为二级刚性和二级柔性结构,经过理论推导得出结果,并用集总参数模型进行验证,对理论公式进行误差分析。结果验证了理论公式的正确性,获得了各测量传函对预测传函的影响规律。结论为刚柔耦合包装系统动态力学分析提供了理论依据。     

称量传感器标定装置进给系统的动态特性分析

目的解决称量传感器标定装置因进给系统在实际工作时频繁受到电机的振动而可能引发检测装置共振的问题。方法利用三维设计软件PROE建立称量传感器标定装置进给系统三维模型,结合有限元仿真技术对称量传感器标定装置进给系统进行动态特性分析和瞬态分析,并对模态分析结果进行试验验证。结果当外界激励频率与进给系统第5阶模态(412 Hz)接近时,进给系统的变形、应力值较大。结论在实际工作环境中应当避免称量传感器标定装置工作在第5阶(412 Hz)模态频率附近。     

基于ADAMS的机械臂刚柔耦合动态特性分析

目的为了考察机械臂在自动包装线上的动态特性,对机械臂进行不同工况和不同参数组合的研究。方法采用UG软件对机械臂进行三维结构建模,利用ADAMS和Ansys软件对机械臂进行刚柔耦合动力学仿真分析,得到不同工况下大臂的受力曲线和规律。结果仿真结果表明,在不同参数组合下,机械臂的大臂最大应力值为241.49 MPa,铰链处的作用力和扭矩变化不大,强度满足使用要求。结论通过ADAMS和Ansys的联合仿真,可有效预测机械臂的运动规律和应力分布。     

煤矿复杂机电系统机电耦合分析与解耦控制技术

对于煤矿复杂机电系统而言,相关产品的设计、分析及研发的主要方法就是利用解耦确定工程冲突并及时加以解决。首先介绍机电耦合及解耦的定义,之后介绍分配耦合、跟踪耦合、顺序耦合以及协调耦合等几种典型的耦合形式,并对解耦系统进行阐述。     

码垛机器人刚柔耦合动力学仿真分析

目的以码垛机器人为例,探讨刚柔耦合系统的运动学、动力学仿真分析方法,分析杆件弹性变形对机器人末端运动精度的影响。方法利用Matlab/Robotics工具箱编程,对码垛机器人进行运动学仿真,获取各关节角位移曲线;利用ADMAS建立虚拟样机,对码垛机器人进行动力学仿真;同时,利用Ansys对机械臂等杆件进行柔性化处理,生成mnf中性文件,导入ADAMS中建立刚柔耦合模型进行仿真分析。结果得出了码垛机器人在高速重载运动过程中机械手末端的位移偏差曲线,以及各关节的驱动扭矩。结论刚柔耦合分析方法更加直观、准确地模拟了机器人的实际工作状况,提高了在动载荷作用下对零部件动态响应分析的准确性,为码垛机器人的设计优化及驱动选型分析提供了理论依据。     

卷筒纸折页机构刚柔耦合建模及其动态特性分析

目的 准确地反映卷筒纸折页机构的动态特性及砍刀与纸张之间的动态接触激励。方法 基于刚柔耦合理论,建立卷筒纸刀式折页机构刚柔耦合动力学模型,将砍刀臂与纸张作为柔性体,研究折页机构刚柔耦合动态特性。结果 建立了刚性折页机构的运动学解析模型,得到连杆与砍刀臂铰接处的位移、速度及从动件角速度的解析值,与刚柔耦合分析值对比,验证了刚柔耦合模型的合理性;而后,对砍刀臂的变形与砍刀头的横向位移之间的关系进行分析,确定了折页机构在保证折页精度时的最大转速;进而分析了砍刀与纸张之间的动态接触激励,确定了砍刀的工作载荷;最后,建立了刚性折页机构动力学解析模型,与刚柔耦合模型分析值对比,发现当折页机构转速大于25 000 r/h时,两者支座反力的偏差比较显著,不能忽略砍刀臂变形的影响。结论 该研究对卷筒纸折页机构的仿真及试验研究具有一定的参考价值。     

环形油腔液体静压推力轴承动态特性的影响因素研究

液体静压推力轴承的动态特性直接决定了其运行状态的稳定性,而油腔结构和节流方式是影响其动态特性的重要因素。为此,基于小扰动法将环形油腔液体静压推力轴承的Reynolds方程分解成动态方程和静态方程,分别求解得到小孔和毛细管节流方式下其油膜刚度和阻尼系数的解析表达式。同时,通过开展油膜刚度测量实验来验证理论计算结果的正确性,两者之间的相对误差小于15%。理论计算结果显示：对于液体静压推力轴承,环形油腔优于圆形油腔,小孔节流优于毛细管节流。通过分析油腔面积和油腔位置对小孔节流环形油腔液体静压推力轴承油膜刚度和阻尼系数的影响规律发现,当内、外径等基本结构参数确定时,调整油腔的面积和位置可以有效优化该轴承的动态特性系数。研究结果有助于以动态特性为目标的液体静压推力轴承的结构优化设计。     

凸轮机构两质量动力学模型的运动误差及接触力分析

针对凸轮机构线性单质量、单自由度动力学模型的局限性,利用集中参数法提出了一种两质量的动力学模型．以凸轮输出为余弦运动形式为例,分析了两质量动力学模型中从动件的输出位移、输出误差及凸轮与从动件间的接触力,并以一个设计实例进行了求解．结果表明：由两质量模型可以得到机构的运动误差、凸轮与从动件间的接触力及凸轮转速对运动误差和接触力的影响.这些结果对凸轮机构的设计具有一定的指导意义．     

影响污水源热泵系统能效比(cop)的因素分析

城市污水作为一种理想的低品位热源,具有水量和水温稳定的特点,污水源热泵技术直接或间接利用城市污水中的能量进行冬季供暖、夏季供冷。本文介绍了北方4个采用污水源热泵系统的工程案例,对影响热泵系统COP差别的3个关键因素进行分析,为污水源热泵系统的设计提供参考。     

基于希尔伯特-黄变换提取车辆轨道耦合系统时频特性

为研究各种激扰对车辆轨道耦合系统动力学响应时频特性影响,将基于改进经验模态分解（EMD）的希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform）应用于车辆轨道耦合动力学振动信号分析中。运用改进EMD方法提取耦合系统振动响应的固有模态函数（IMF）,并对其进行希尔伯特-黄变换,得到振动响应的希尔伯特时频幅值谱和边缘谱。分析表明：希尔伯特-黄变换较傅里叶变换的分辨率与精度高,能有效捕捉车轮缺陷及轨道谐波不平顺激励下车辆轨道耦合系统的调制信号;车体垂向振动加速度随轨道不平顺波长、幅值非线性变化,振动信号的轮周激励成分为调制信号,且随轨道不平顺幅值增大而减小,随轨道不平顺波长增大非线性变化。     

基于改进的EMD方法提取车辆-轨道垂向耦合系统动态特性

提出利用一种改进的经验模态分解（EMD）方法提取车辆-轨道耦合系统的动力学特性。该方法以改进的极值域均值代替极值点包络线的均值来提高局部均值的求解精度,以边界波形匹配预测法来抑制端点效应。基于车辆－轨道耦合动力学理论,建立客车-弹性支承块无砟轨道垂向耦合动力学模型,计算车辆-轨道耦合系统在波浪形磨损和轨道不平顺组合激励模型下的振动响应。运用改进的EMD方法对系统的振动响应进行经验模态分解,并且对轮轨力、转向架和车体加速度的本征函数进行分析和比较。研究结果表明：改进的EMD方法自适应地将振动响应分解成本征函数,能有效地提取车辆-轨道耦合系统的动力学特性。     

基于链化模型的磁流变弹性体磁致效应影响因素分析

磁流变弹性体是磁流变材料中新的一员,它是由可磁化的铁磁性颗粒和橡胶基在外加磁场下固化而成的,固化后铁磁性颗粒在基体中形成链状等有序结构,因此其力学、电学、磁学等性质可由外加磁场控制.目前限制磁流变弹性体的大规模应用的一个重要因素是其磁致效应还不能够满足工程需要,制备出具有更大磁致效应的磁流变弹性体材料是当前的紧迫任务之一.在磁流变弹性体链化模型的基础上,引入斜链夹角的正态分布,采用偶极子法从理论上分析了诸多因素对磁流变弹性体磁致效应的影响,包括颗粒链的初始倾斜角、外加磁场强度、剪应变大小等,为材料的制备和性能的优化提供理论上的帮助.     

Analysis of the dynamic characteristics of a vacuum system

The gas pressure variation in a vacuum system featuring dynamic gas evolution in the form of a sequence of rectangular pulses has been experimentally studied. The observed behavior can be described in terms of a model developed previously.     

多齿分度盘动态分度误差分析

多齿分度盘是机械领域分度精度最高的元件,它通过上下齿盘啮合完成分度。在多齿分度台上下齿盘啮合时,牙齿间不可避免的存在着冲击,影响分度精度。根据动力学的相关理论,采用ANSYS/LS-DYNA对上下齿盘建立弹性动力学模型,分析啮合牙齿的弹性体动力响应,及对分度精度的影响,并用实验验证。经过分析,当上齿盘下落高度为1mm,在文中中间位置下落,分度误差为0.08";左侧位置下落,分度误差为0.53"。实验得出,上齿盘下落高度为1 mm,在中间位置下落,分度误差为0.09";左侧位置下落,分度误差为0.55"。经过分析和实验可知,分度盘上齿盘由中间位置下落,且降低下落高度,可以减小齿面间冲击,提高分度精度。