健骑机刚柔耦合动力学仿真分析

为准确描述健骑机在工作过程中的性能,基于刚柔耦合理论,联合运用ADAMS和ANSYS软件,分析健骑机的动力学问题。首先完成健骑机多刚体简化模型的动力学仿真。应用ANSYS计算了健骑机底座的模态和谐响应等动力学特性。在ADAMS中将底座视为柔性体进行健骑机的动力学仿真,并与多刚体动力学仿真结果对比分析。结果表明,与多刚体模型相比,刚柔耦合模型的仿真结果能更准确地反映健骑机实际工作时的动态性能,提高健骑机的结构设计效率。     

方向机刚柔耦合动力学仿真研究

以多体接触理论和刚柔耦合动力学理论为基础,综合考虑方向机齿轮啮合冲击与传动轴、轴承及箱体弹性振动的耦合作用,建立方向机刚柔耦合虚拟样机模型.针对其在最恶劣调炮工况下的激励对方向机动态响应进行仿真,分析柔性体的弹性振动对齿轮啮合力的影响.结果表明:考虑柔性体后初始啮合冲击力下降明显,稳定后刚柔耦合模型的啮合力振动幅值显著大于多刚体模型.研究工作对方向机动载工况下的优化设计有着重要的意义.     

基于刚柔耦合系统的人体外骨骼研究

人体外骨骼结构由整体刚性部件和众多液压作动筒组成,为使人体外骨骼具有更好的减震和缓冲功能,在外骨骼结构中还增加了许多弹性阻尼部件。将整个人体外骨骼结构视为刚性部件与众多柔性部件的耦合结构。以60 kg为负重载荷,在ANSYS中创造性地利用刚柔耦合方式建立人体外骨骼结构有限元模型,并分析该外骨骼结构在行走过程中的受力情况和振动模态,获得各姿态应力值及各阶振型、自振频率。经分析得,外骨骼结构除踝关节结构需加强外,其余部件满足静力学强度要求,模态分析结果显示该外骨骼结构避开了人体运动时前后摆动的频率,但易于在左右摆动时产生共振。     

基于刚柔耦合模型的强夯机动力学分析

履带式强夯机工作级别高,工作环境恶劣,在突然释放夯锤时,整机受到强大冲击.在ADAMS动力学仿真环境下联合Pro/E和ANSYS软件建立400 t·m强夯机整机的刚柔耦合模型,对其突然卸载工况进行仿真分析,研究卸载过程中结构件的振动响应、整机的稳定性,对柔性体的动态应力及整机动态响应参数进行分析,为整机的疲劳寿命分析及部件的设计改进与优化提供载荷谱数据.     

基于ANSYS和ADAMS的刚柔耦合卫星太阳电池阵的建模研究

根据太阳电池阵结构的特点,同时为了更准确的模拟太阳电池阵的展开过程,建立了基于ANSYS和ADAMS的太阳电池阵刚柔耦合模型,首先阐述了ADAMS柔性体的基本理论,介绍了在ADAMS中建立柔性体的方法,然后利用模态中性文件将柔性的连接架和基板导入ADAMS中,建立了卫星太阳电池阵的刚柔耦合模型,并通过对比分析太阳电池阵展开状态下的一阶模态频率,验证了建模方法的有效性。     

道岔侧板变形装置刚柔耦合动力学仿真分析

考虑电动推杆的推力、车辆通过时的离心力以及各构件间的相互作用,结合基于有限元法的柔性体模态计算,建立了轻轨道岔的侧板变形装置的刚柔耦合动力学模型,采用ADAMS软件对该装置进行多体动力学仿真计算,得出各构件的载荷、位移时间历程以及侧板和凸轮组的应力云图,可为道岔侧板变形装置的结构设计提供理论依据。     

精密冲床肘杆机构刚柔耦合模型的仿真分析

精密冲床肘杆机构是一种多杆件机构,在运动过程中各杆件均存在弹性变形。肘杆机构的杆件多,各杆件的弹性变形严重降低了冲床的线刚度指标和滑块最终的下死点精度。试图通过将机构中柔性大的构件视为柔性体,建立刚柔耦合模型,并采用该刚柔耦合模型进行ADAMS运动过程的动态仿真来分析影响肘杆传动机构刚度的关键因素,探索改善其刚度的有效措施。通过ANSYS对肘杆机构模型进行了静力学分析,寻找弹性变形最大,对运动输出精度影响最大的构件,将其视为柔性体,建立刚柔耦合模型并在ADAMS进行仿真分析,验证建立刚柔耦合模型的必要性并指导后期的拓扑优化设计。     

基于刚柔耦合模型鼓式制动器动力仿真及热分析

为了使鼓式制动器的模拟仿真更接近于真实状态,联合运用三维CAD建模软件CATIA、有限元分析软件Hypermesh及多体动力学分析软件MSC.ADAMS,考虑将凸轮、制动底板、制动蹄及制动鼓视为刚性体,将摩擦片视为柔性体建立了鼓式制动器的刚柔耦合动力仿真模型,并基于动力仿真的结果为鼓式制动器的有限元热结构耦合分析提供实时的凸轮促动力,动力仿真得到的领、从蹄促动力关系与相关文献吻合,验证了模型的正确性,最后基于热结构耦合分析了制动鼓破坏失效的原因并提出了相应的改进措施。     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究。首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角。结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据。     

基于刚柔耦合模型的行星传动固有特性分析

采用动态子结构法建立计入内齿圈柔性的行星传动刚柔耦合动力学模型,将内齿圈视为弹性连续体,导出内外约束条件下的运动微分方程,并将其与刚体构件的集中参数方程相结合,构建出系统的运动微分方程。基于所建模型,进行柔性齿圈直齿行星齿轮系的自由振动分析和相关试验验证。理论分析揭示出此类系统的振型可归结为4类:中心构件扭转振动模式、中心构件平移振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式,并给出每类振动模式的特征和降阶计算公式。数值仿真表明,内齿圈柔性使系统低阶固有频率降低,且新呈现的内齿圈振动模式对应的固有频率位于整个系统固有频率的中低频段,故在后续行星轮系的动态设计中应计及齿圈柔性的影响。振动试验则表明,内齿圈柔性对系统振动特性存在一定影响,除啮频激励和箱体结构共振外,行星传动中还存在低阶谐振现象;对于中低速工况下且太阳轮浮动的行星传动而言,减小齿圈柔性有利于降低系统振动。     

履带车辆系统刚柔耦合动力学建模及分析

为准确预测履带车辆动态行驶特性,充分考虑了履带非线性因素和地面变形对行驶性能的影响,在贝克理论的基础上建立了履带车辆系统刚柔耦合动力学模型,并在两种路况下进行了算例仿真。结果认为:当履带车辆通过平坦路面时,车辆前进速度和驱动轮角位移迅速从初始值上升到最大值,当驱动轮扭矩保持在6000时,车辆前进速度从指数级上升转为指数级衰减,并且车辆打滑率随着驱动轮扭矩的增大而增加;当通过正弦路面时,车辆动力学特性呈现上下振荡的稳定状态。研究结果为履带车辆行驶特性的准确预测提供了一种新的方法参考。     

平面3-PRR并联机构刚柔耦合动力学研究

在并联机构的动力学研究领域中,传统的多体系统研究主要集中在多刚体领域,对于构件弹性变形对系统产生的影响多进行忽略,这种分析所得结果很难保证机构的运动精度要求。基于多体动力学理论,对可应用于微纳操作领域的3-PRR平面并联机构的刚柔耦合系统进行了研究,分析柔性从动杆对于机构刚体运动的刚柔耦合特性的影响,利用Euler-Bernoulli梁理论,采用假设模态法对机构支链上从动杆的柔性变形进行分析,并利用Lagrange乘子法推导出机构刚柔耦合系统的动力学方程。这种分析方法不但满足机构较高的精度要求,也满足工程中各种问题求解的要求。同时结合实例运用MATLAB仿真计算,直观真实地反映柔性从动杆与刚性构件的动力学特性,验证了所建模型的有效性。     

考虑悬架柔性的刚柔耦合汽车平顺性研究

目前对车辆平顺性的研究一般采用多刚体动力学的方法,而没有考虑悬架柔性体对其的影响,致使仿真值和实际值存在一定差别。为了提高模型的仿真精度,基于多体动力学理论,有限元及模态综合法建立了计及前悬架横向稳定杆,下摆臂和后悬架扭转梁柔性的刚柔耦合整车模型。建立B级随机路面模型,对整车进行随机路面平顺性仿真计算。研究结果表明:与多刚体模型相比,刚柔耦合作用使座椅加权加速度均方根值减小,刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,说明在研究整车平顺性时,建立刚柔耦合悬架模型是有必要的。     

汽车副车架强度模态分析及结构优化

以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能会产生共振现象。针对该问题,采用变密度拓扑优化方法,建立以平均频率法定义的目标函数,以体积分数和应力为约束的拓扑优化。优化结果表明,副车架的模态计算值与试验值误差非常小,其一阶模态频率提高17.3Hz,并且给出副车架材料最优分配图,优化后一阶模态频率可避开发动机激励频率频带,验证副车架结构有效性。     

基于响应面法的载货汽车平顺性优化

针对传统的载货汽车动力学模型在整车平顺性仿真分析时,存在的仿真精度低、仿真效率慢等问题,应用Hyper-Mesh 软件建立柔性车架,导入到ADAMS软件中建立刚柔耦合整车动力学模型;并通过实车道路试验,验证所建立的刚柔耦合整车模型的正确性.选取驾驶室前、后悬置参数和前、后桥处的减振器特性曲线参数为设计变量,通过灵敏度分...     

非线性排气系统波纹管修正模型的模态分析

应用hypermesh建立双层无加强型波纹管非线性接触有限元模型进行静力学分析。试验应力验证了该非线性模型基本可行,但比较仿真刚度与试验刚度、经验公式计算刚度时显示轴向刚度误差较大,主要原因是由于波纹管加工成型后管壁变薄引起的。参考经验公式中修正壁厚的方法,对轴向刚度仿真结果及非线性有限元模型参数进行修正,修正后的仿真结果均满足工程要求。最后应用修正后的波纹管非线性有限元模型进行动态特性分析,结果表明该波纹管怠速工况下不会共振。     

仿蝗虫跳跃机器人起跳阶段刚柔耦合分析与研究

仿生机器人所展现出的特有功能与广泛应用前景,越来越成为工程界的研究热点。依据蝗虫身体结构特点,采用齿轮、凸轮传动,弹簧储能等机构部件,构建仿蝗虫跳跃机器人模型。在膝、踝关节加装扭簧变为柔性关节,运用RECURDYN软件进行多体动力学仿真,运用ANSYS对跳跃结构进行受力分析和模态分析。仿真结果分析表明:柔性关节的引入,增加结构稳定性,可提高膝关节驱动力,跳跃腾空高度达到自身尺寸的7倍左右。此外,通过模态分析,可确定胫节与跗节在低阶模态振型下的固有频率。此研究对仿蝗虫跳跃机器人机构的柔性化因素对跳跃效果的影响有理论借鉴作用,为下一步优化系统结构,提高可靠性奠定基础。     

基于刚柔耦合模型的变速器敲击特性

为研究变速器齿轮传动系统的敲击振动特性,专门设计了一台只包含两个档位的试验变速器。以该试验变速器为研究对象,综合考虑各零部件连接关系、齿轮内部动态激励、发动机转速波动和负载激励、轴承刚度阻尼特性以及箱体的柔性化特性,运用LMS virtual lab软件建立变速器的刚柔耦合多体动力学模型,分析了变速器齿轮系统敲击的产生条件并给出敲击时间历程与各影响因素的理论表达式,最后基于刚柔耦合模型对敲击各影响因素进行系统的分析研究。研究结果表明,通过合理地设计齿轮系统参数可以把敲击控制在理想范围内。     

基于疲劳理论的汽车空气悬架结构件的弯曲强度计算

针对某种型号客车的空气悬架，应用ANSYS软件对弹簧支架进行了有限元分析，计算了弹簧支架的应力、变形特性，在此基础上计算了弹簧支架的疲劳强度。