基于SIMPACK的机构运动仿真分析及应用

机构的运动仿真及动力学仿真分析在机械产品的设计和开发过程中起着十分重要的作用。文章在对多体动力学软件SIMPACK机构运动仿真分析的特点、方法及应用领域介绍的基础上,以曲柄摇杆机构为例介绍了机构运动仿真的具体方法和过程。通过机构的运动仿真,优化了设计,提高了新产品开发的效率和可靠性,同时也为后续动力学分析打下基础。     

基于ADAMS的微型压力机多连杆机构运动学及动力学分析

压力机输出部件滑块的运动学特性和各连杆铰接点的受力情况是评价微型压力机工作质量的重要指标,该微型伺服压力机多连杆机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联而成,并能满足压力机工作要求。通过对该多连杆机构和一般曲柄滑块机构的运动学及动力学分析作对比,阐述了该机构滑块的位移、速度、加速度及铰接点的受力情况相较于一般曲柄滑块机构的不同特性。     

一种新型混合驱动机械压力机的研究

分析了将混合驱动凸轮连杆机构应用于机械压力机的意义,提出了一种混合驱动凸轮连杆机械式压力机的机构构型,分析了其运动原理.运用复数矢量法对该混合输入机构进行逆运动学分析,求解出伺服电机满足加工工艺要求时的实际运转情况,通过求得的伺服电机转角函数控制滑块运动.最后给出了一个设计实例,以实现滑块余弦运动规律,并在Pro/Mechanism模块中对该机构进行了运动仿真.研究表明:这种新型混合输入式机械压力机可以实现多种运动规律,从而满足多种冲压加工工艺对零件变形过程中速度变化特性的要求.     

伺服压力机双动肘杆机构的设计与研究

针对伺服机械压力机双动肘杆机构双自由度的特点,采用逆推设计原理对双动肘杆机构的主肘杆系统进行解耦,以滑块下死点作为起点进行设计分析,利用矢量方程解析法与动态静力学方法建立机构运动学与动力学的数学计算模型;采用MATLAB软件优化工具箱对主肘杆系统的运动学与动力学的多目标函数进行优化,得到了满足公称压力行程滑块速度波动小以及所需机构驱动扭矩小的一组参数;采用ADAMS软件对已有的等长肘杆机构、三角肘杆机构以及双动肘杆机构进行建模仿真,并对滑块的运动状态以及曲柄所需扭矩情况进行对比分析,得出双动肘杆机构符合伺服压力机设计要求。     

6-PSS并联机构的刚-柔耦合动力学建模及仿真

主要对一种新颖的6-PSS并联机构进行刚-柔耦合动力学建模以及仿真分析。并联机构主要包括动平台、静平台、定长杆、滑块和冗余容错驱动装置等。以此机构为研究对象进行运动学分析,得到逆运动学方程。首先利用有限元理论对柔性杆进行离散处理,运用拉格朗日方程和动力学相关理论建立单元的弹性动力学方程及刚性子结构的动力学方程;推导出系统的弹性动力学方程。其次利用ADAMS软件和ANSYS软件建立6-PSS并联机构的刚-柔耦合体模型,对该模型进行仿真分析,与全刚体模型进行比较。仿真结果表明两类模型运动和受力曲线吻合,同时在短时间内,平台位置和受力误差趋于某一波动范围,模型各驱动力与系统负载相比较小;建立的刚-柔耦合体模型正确,机构的驱动性能较好。     

曲柄摇杆式载货爬楼车的仿真分析与优化设计

电动载货爬楼车,可帮助操作人员轻松地实现重物安全快捷的上下楼梯,降低劳动强度。首先对曲柄摇杆式载货爬楼车进行方案分析,包括总体方案与爬楼装置曲柄摇杆机构的分析。然后基于Solid Works的motion与Simulation插件对曲柄摇杆式载货爬楼车进行运动学、动力学仿真分析。对其进行了爬楼过程中行走轮中心的轨迹分析、电机与减速器的参数分析、曲柄摇杆机构的优化设计。仿真得到了相关动力参数及优化的结构参数,仿真结果表明曲柄摇杆式载货爬楼车方案可行且运行平稳。     

伺服电机直接驱动的压力机控制系统研究

传统机械压力机的驱动机构是离合器-制动器、飞轮,这种驱动方式使其传动系统很难变速,故机械压力机的工艺适应性差.针对这种不足,提出了伺服电机直接驱动的压力机控制方案和新的滑块驱动模式,建立了滑块运动控制系统各环节的数学模型,在此基础上建立了基于Simulink的仿真模型并进行了仿真试验.根据伺服压力机的控制要求和监控任务,开发了控制系统软件,介绍了伺服压力机样机的运行情况,最后给出了伺服压力机样机和机械压力机的试验对比,验证了设计的正确性.     

新型高速精密压力机传动机构研究

基于ADAMS动力学仿真软件,对卵形齿轮-曲柄滑块机构的新型高速精密压力机进行仿真研究,并与曲柄滑块机构的滑块位移、速度、加速度和驱动扭矩进行对比,有助于该型高速精密压力机的研发。     

一种双翅翼空间扑翼机构设计分析及动力学研究

针对平面扑翼机构运动非对称性缺点,提出了一种仿蜻蜓的双翅翼空间曲柄摇杆机构,并进行了运动学分析及运动仿真,由于其本身的运动对称性可增强飞行稳定性,因此可作为仿昆虫等扑翼飞行器的扑翼机构。运用拉格朗日方程建立了动力学模型,由于系统速度周期性波动,会直接影响到驱动的效率和气动特性,为了更加准确地分析机构的动力学特性,利用ADAMS软件进行动力学仿真,在气动载荷和转动惯量作用下,曲柄不能保持匀速转动,运转速度有明显的波动,对飞行器的稳定性和效率产生了不利影响。     

新型柔性可控传动机构的机械压力机研究

采用电力拖动方式的机械压力机是最主要的锻压设备,其工作机构目前均采用曲轴输入为恒定转速的单自由度传动方式实现锻冲工作,造成了在使用过程中能量利用率低、滑块运动的柔性可控性差、噪声振动污染严重,因此进行新型可控传动机构的机械压力机及其设计理论的研究势在必行.本文明确了机械压力机新型传动机构应满足的运动特性要求,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,研究获得适合机械压力机使用的数字式交流伺服电动机-普通的异步交流电动机混合驱动的双自由度的多杆可控机构.该机构既可实现滑块的低速锻冲动作及滑块给定运动轨迹,也可实现机械压力机在无离合器与制动器时滑块停在任意给定行程位置和滑块行程自动可调,值得进一步研究和推广应用.     

基于ADAMS的船舶运动模拟器及其液压驱动系统的设计与动力学仿真

设计了一种新颖的船舶运动模拟器及其液压驱动系统,利用ADAMS动力学仿真软件和Matlab/Simulink仿真工具建立了机械系统、液压驱动系统、计算机控制系统的一体化模型,给出了控制仿真结果,并最终通过试验验证了所建模型的有效性.该方法可以极大地缩短液压产品的开发周期,减小开发成本.     

冲床下部凸轮顶料机构运动特性分析

凸轮顶料机构是压机常用的一种顶料形式,随着生产效率的提高,床行程数越来越高,静态分析与实际顶针的运动轨迹偏差越来越大,已无法满足设计要求。本文通过动力学分析,导出凸轮顶料机构的动态响应公式和运动曲线,得到更接近实际的运动轨迹,解决由于顶针定位不准造成的机械夹取工件失败等一系列问题。     

交变冲击机构运动性能检测方法

针对现有交变冲击机构的运动性能检测方法的不足,设计一种可在工况下进行冲击机构运动性能测试的系统。该测试系统采用微机电加速度传感器采集冲击机构的运动加速度信号,将数据采集和存储等控制功能集成到传感装置上,并设计了上位机软件进行数据处理。着重从传感、采集、存储和上位机信号处理4个方面介绍了相关硬件和控制逻辑以及数据处理算法的设计方法,通过仿真模拟试验和简谐运动试验对测试系统的数据采集和处理性能进行验证。     

液压激振打桩系统动态特性研究

由于偏心式液压振动打桩机存在结构复杂、参振质量大以及能源利用低的缺点,将液压激振技术应用于振动打桩中以解决上述问题。通过了解与分析现有液压激振器的结构、性能等特点,进行了新型液压激振器的总体结构设计;推导液压激振打桩系统运动过程的数学模型,并在AMESim平台中建立了液压激振打桩系统的仿真模型,研究了不同参数如泵排量、频率、管路长度等参数对液压激振打桩系统动态性能的影响。设计液压激振打桩系统的实验模型,采用理论模拟与实验相结合的办法,对比不同频率下实验位移曲线与仿真位移曲线,得出了与仿真结果大致相同的结论,而且也验证了液压激振打桩系统模型的正确性。     

液压马达减速器工况模拟试验台设计研究

液压马达减速器广泛地运用于工程机械的回转机构和行走机构中。在工程机械实际施工过程中,因液压马达减速器所处工作环境极其恶劣,极易产生失效故障。为了有效预测液压马达减速器使用寿命,研究其性能劣化规律和失效机制,在深入分析某型泵车用液压马达减速器工况的前提下,从试验台布置形式、加载方式和装夹形式3个方面探讨液压马达减速器工况模拟试验台设计方案,其中:运用可逆转三级平行轴减速器做增速器以解决加载装置过大和安装调试困难这一难题;采用油泵加载方式以实现载荷的自动控制;设计带榫槽配合的安装座以快速可靠装夹被试液压马达减速器。最终,设计出了适应于不同转速、输入输出扭矩的大功率减速机模拟试验台。结果表明:该试验台满足设计功能需求,且试验台惯性轮转动惯量折算到液压马达减速器输出轴上的转动惯量与实际工况一致。     

1000kN/2500kNm锻造操作机吊挂装置仿真研究

基于动力学系统分析软件ADAMS,建立了1000kN/2500kNm锻造操作机吊挂装置的虚拟样机模型,分析了上升和倾斜运动时各部件的运动及受力情况。结果表明,钳杆最大平升高度、最大上倾和下倾角度、平升缸和倾斜缸静平衡驱动力均满足设计要求,仿真结果可以为锻造操作机的设计制造提供指导。     

机械压力机低速锻冲急回机构运动特性的研究

在分析通用机械压力机曲柄连杆滑块工作机构运动特性存在不足的基础上，提出研制一种具有低速锻冲急回特性的新机构十分必要，指出了该低速锻冲急回机构应满足的五点要求。介绍了目前常见的低速锻冲急回机构——负偏置机构、连杆曲线型六杆机构、齿轮连杆组合机构、椭圆齿轮机构和双曲柄串连机构等的运动特性、优缺点及其适用场合。明确指出双曲柄串联曲柄滑块机构综合性能最好，并介绍了该机构在开式机身闭式传动曲轴纵放的800kN通用机械压力机上的应用。     

六足步行机器人腿机构绳传动系统设计与仿真

针对典型步行机器人腿机构绳传动系统的缺点,设计了一种简单、小巧、实用的新型绳传动系统,并将其应用到六足步行机器人腿机构上,由此完成了六足绳传动步行机器人整机的设计.运用ADAMS软件建立了虚拟样机,并选择典型的三角步态进行整机运动仿真,仿真结果表明所设计的步行机器人虚拟样机可按给定步态进行直线行走和转弯.在此基础上,制作了真实样机.经测试,机器人行走时机体稳定,且速度较快.为进一步研究六足绳传动步行机器人奠定了基础.     

Global coupled equations for dynamic analysis of planishing mill

The dynamic properties of rolling mill are significantly influenced by many coupling factors.According to the coupled mechanical and electric dynamics theory.the global coupled equations for the dynamic analysis of planishing mill CM04 of Shanghai Baosteel Group Corporation were derived,by using finite element methods.These elasto-dynamic equations estblish the coupling relations among the stand vibration system,torsional vibration system,driving motors,etc.It provides theoretical basis to a certain extent for globally dynamic simulation,analysis of stability of motion.prediction of abnormal operating mode,globally optimum design and control,etc.