混凝土泵车柔性多体动力学建模与分析

以混凝土泵车为例,在建立三维装配实体的基础上,对混凝土泵车进行了多体动力学分析,计算结果表明刚柔耦合的多体动力学分析方法同以往刚体建模分析方法存在着较大的不同,采用柔性多体动力学方法能够更加深刻地揭示混凝土泵车臂架的固有动力学特性,通过分析可为混凝土泵车的设计、优化和振动研究提供有效的理论指导.     

混凝土泵车布料臂架系统多体动力学仿真

运用多体动力学理论和方法,建立一种混凝土泵车布料臂架系统动力学仿真模型,应用仿真模型对布料臂架系统进行了仿真研究,得出了该臂架系统各组成构件之间铰点的作用力变化规律,为布料臂架系统组成构件的结构参数设计提出了依据,尤其是为臂架系统连接件的应力应变疲劳寿命的评估分析以及关键结构件的最优化设计给出基本数据,这一研究为开发布料臂架系统虚拟样机打下基础.     

混凝土泵车柔性臂架建模及逆动力学研究

根据机器人理论和拉格朗日方程建立了混凝土泵车柔性臂架的动力学方程,并在完整考虑柔性坐标的基础上进行了逆动力学问题的求解.利用所得的数学模型进行了计算机仿真,给出了完成同一末端轨迹目标时刚性模型和柔性模型所需要的驱动力.仿真结果表明建立柔性壁架模型是必要的,并为混凝土泵车机器人化和自动浇注奠定了基础.     

基于柔性多体动力学的混凝土泵车臂架仿真分析

通过UG建立某混凝土泵车臂架系统实体模型,结合有限元分析软件ANSYS对各节臂架进行模态分析,并将模态分析结果保存为模态中性文件,导入运动学动力学分析软件ADAMS,建立泵车臂架系统刚柔混合模型,对其运动模型进行分析;将刚柔混合模型仿真结果与刚体模型仿真结果进行对比,表明刚性臂架系统与刚柔混合模型臂架系统的仿真有明显不同,臂架系统柔性化的的仿真结果更加接近实际。     

桥梁综合检测作业车臂架柔性多体动力学的建模与仿真

基于柔性多体动力学理论和拉格朗日方程建立了三节臂的桥梁检测车臂架的机械系统动力学模型.通过数值求解并结合动力学仿真分析软件,证明了采用柔性多体动力学方法建立的桥梁检测车臂架的运动微分方程,可以准确地描述桥梁检测车的各项动力学特性,通过桥梁检测车臂架末端轨迹和驱动特性分析,还表明对轻质长臂杆的桥梁检测车臂架系统考虑柔性变形的影响是非常必要的.在此基础上,对桥梁检测车臂架采用双闭环(PD)控制,为桥梁检测车工作装置轨迹控制及实现探测装置平稳和高精度的轨迹跟踪提供参考.     

混凝土泵车臂架系统振动分析与实验

应用解析法对52m长混凝土泵车的五节臂系统进行振动特性分析。采用拉格朗日第二类方程和假设模态法建立了臂架系统的柔性多体动力学方程,基于建立的柔性模型对臂架系统进行了模态分析,并应用MATLAB软件对模态进行了数值求解,得出了臂架系统的前10阶固有频率及振型,并分析了不同的臂架参数对臂架系统固有频率的影响,最后通过现场测试实验对理论固有频率进行了验证。研究结果为臂架结构的进一步优化及系统振动的控制提供了理论依据。     

混凝土泵车臂架故障两例

普茨迈斯特2001年产的一台大象BSF36．09型混凝土泵车，使用中曾遇到两起典型故障。     

混凝土泵车臂架回转系统动力学分析及预测

针对混凝土泵车臂架回转系统的振动性能,基于多体动力学理论建立包括回转齿轮啮合驱动的臂架刚柔耦合动力学模型,对其动态特性和振动响应进行动力学预测分析。动力学仿真求解和试验测试结果表明,仿真模型与试验样机的固有频率误差为4%左右,阻尼比误差为13%,臂架末端横向振动位移曲线基本吻合,验证了动力学模型和仿真结果的准确性和有效性。通过对典型姿态下臂架回转系统的动力学预测,得到臂架在水平、弓形和L形姿态下的末端横向振动位移的最大幅值分别为1 300 mm、980 mm和244 mm;振动衰减时间分别为50 s、55 s和62 s;横向振动阻尼比分别为0.026 7、0.02和0.01;横向振动固有频率分别为0.224 6 Hz、0.253 9 Hz和0.302 7 Hz;预测分析结果为臂架的减振研究提供理论依据。     

混凝土泵车臂架运动学分析与工作空间仿真

基于混凝土泵车臂架系统的结构特点,对臂架结构进行模型简化,得出臂架系统自由度。将臂架模拟成机械臂,运用D-H法对臂架模型进行运动学分析,列出臂架运动数学模型,进而借助Matlab求解臂架工作空间,绘制出臂架末端参考点的工作空间点云图。分析臂架机构参数对工作空间的影响,为泵车臂架的设计研发和现场施工泵车选型提供了参考。     

五臂混凝土泵车臂架变幅机构的仿真研究

通过ADAMS/VIEW软件模块建立某48m混凝土泵车臂架变幅机构的三维仿真模型,在ADAMS/VIEW模块中,以混凝土泵车5节臂架全部水平工况为基础,分别对第1、第2、第3、第4、第5节臂架进行由初始位置到最大位置间的运动仿真分析,得到了在10种工况下各节变幅油缸下各节变幅油缸受力曲线,并确定了各节臂架变幅油缸最危险工况时的最大受力.依据仿真出的各节臂架变幅油缸最大推力和拉力,分别计算出变幅油缸无杆腔和有杆腔的最大工作压力,为选择合理的臂架变幅油缸型号和臂架变幅机构优化设计提供了理论依据.     

计及环境特征的柔性多体系统动力学理论

对柔性体非线性变形场进行了描述,将柔性体变形场表达为直至变形广义坐标的二阶小量的形式,基于Kane方程建立了任意形状柔性体动力学方程。采用Huston的低序体阵列描述多体系统的拓扑结构,以此为基础进行系统的动力学分析,同时依据Kane方程建立了一般柔性多体系统的动力学方程。在建立一般柔性多体系统动力学方程的基础上,研究了计及环境特征的柔性多体系统,将环境特征作为外部约束引入柔性多体系统,建立了带有约束的一般柔性多体系统动力学方程。     

柔性机器人协调操作的动力学建模与分析

基于绝对坐标建立了柔性臂机器人协调操作的动力学模型。由此推导出协调操作的正动力学模型。令被操作物体质心的实际位置,而不是名义刚性位置为边界条件并且满足期望轨迹,由提出的载荷分配方法,建立了柔性臂机器人协调操作的逆动力学模型。由此逆动力学模型求出的关节输入值可使机器人操作物体准确地实现期望轨迹。借助逆动力学模型,通过规划载荷分配系数,可以获得各机器人的最优载荷分配比例和系统的最大承载能力。仿真结果验证了本方法的正确性和有效性。     

DYNAMICS MODEL AND SIMULATION OF FLAT VALVE SYSTEM OF INTERNAL COMBUSTION WATER PUMP

0 INTRODUCTIONInternal combustion water pump (ICWP) turns heat energyinto hydraulic energy directly using the linear reciprocatingmovement of the piston. It integrates the mature technologies ofinternal combustion piston engine and plunger pump into one n…     

一种新型两自由度柔性并联机械手的动力学建模和运动控制

对一种新型两自由度柔性并联机械手的动力学模型和运动控制进行研究。首先,考虑刚—柔耦合影响,利用假设模态法和Lagrange乘子法,推导出系统的动力学方程,该方程为微分—代数方程组。为了设计控制器,采用坐标分块法将该微分—代数方程组化为二阶微分方程组。然后,根据机械手的控制要求,采用滑模变结构方法设计控制器,该控制器能跟踪所期望的运动轨迹,同时柔性构件的弹性振动得到抑制。仿真结果表明该控制器的可行性和有效性。     

不同叶片包角的离心泵试验与数值模拟

在离心泵叶轮的基本外尺寸(叶轮内外半径、叶轮进出口宽度、叶片进出口安放角及叶片数)和设计转速相同的情况下,采用三次曲线对叶片进行造型。设计叶片包角分别为59°、75°和91°的三副离心叶轮C1、C2、C3,其中叶轮C1与传统的单圆弧叶型非常接近。三副叶轮的同台试验结果显示,叶轮C2的最高效率比叶轮C1、C3的效率高1.28%、1.43%。采用数值模拟得到设计工况下三副叶轮内的相对速度场和各流道内的载荷分布,C1叶轮内有明显的回流区,且各流道内的载荷存在较大差异。研究表明：在叶轮外尺寸相同的情况下对叶片造型设计时,存在最佳的叶片包角,单圆弧叶型不是最佳叶型。     

迷宫密封-转子系统动力学特性的试验测量和数值模拟

针对迷宫密封内作涡动旋转的转子承受腔室内周向不均匀压力,从而导致振动特性发生变化的问题,通过建立迷宫密封-转子试验台,对密封进出口压比分别为1.5、3.0、6.0和7.0下的密封腔室内气流流动和转子振动特性进行同步试验测量,并基于振荡流体力学原理进行数值计算分析.通过对定转速条件下的密封齿腔平均压力、脉动压力周向分布以及转子临界转速等的对比分析,表明迷宫密封内气流流动对转子临界转速影响明显,试验测量和数值计算结果比较吻合.     

锥形螺旋轴流血泵流场三维数值模拟与分析

利用ProE软件对血泵的不同结构进行三维建模,应用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)中非定常三维N-S方程,基于非结构网格的有限体积法以及k-ε湍流模型方法数值模拟血泵的全三维内流场。着重计算和分析旋转叶轮转速和锥度变化对血泵流场的影响。仿真试验表明,锥形螺旋轴流血泵转速和锥度都不应过大,否则将会使得流场变得紊乱。转速过大,泵的性能会降低;锥度不应过大,否则不能保证流场平稳。     

THREE-DIMENSIONAL COUPLED IMPELLER-VOLUTE SIMULATION OF FLOW IN CENTRIFUGAL PUMP AND PERFORMANCE PREDICTION

A three-dimensional turbulent flow through an entire centrifugal pump is simulated using κ-ε turbulence model modified by rotation and curvature, SIMPLEC method and body-fitted coordinate. The velocity and pressure fields are obtained for the pump under various working conditions, which is used to predict the head and hydraulic efficiency of the pump, and the results correspond well with the measured values. The calculation results indicate that the pressure is higher on the pressure side than that on the suction side of the blade; The relative velocity on the suction side gradually decreases from the impeller inlet to the outlet, while increases on the pressure side, it finally results in the lower relative velocity on the suction side and the higher one on the pressure side at the impeller outlet; The impeller flow field is asymmetric, i.e. the velocity and pressure fields are totally different among all channels in the impeller; In the volute, the static pressure gradually increases with the flow route, and a large pressure gratitude occurs in the tongue; Secondary flow exists in the rear part of the spiral.     

离心泵叶轮内部湍流流动的数值计算及试验

对IH65型离心泵叶轮内部流动进行研究,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的k – e 两方程湍流模型,运用流场计算软件Fluent,计算该泵叶轮在不同工况下的内部流场,并将计算结果与粒子图像测速仪(PIV)实测结果进行比较。在对该泵叶轮内部流速分布、压力分布以及试验得到的流动撞击、二次流、回流等现象分析的基础上,提出设计上的一些改进措施,为该型泵叶轮优化设计及其内部两相流动研究提供参考。