刚柔耦合的自卸汽车举升机构动力学分析

为得到更加真实的自卸汽车举升机构动力学特性,将举升机构的拉杆和举升臂视为柔体,利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对举升机构拉杆和举升臂进行模态分析,输出模态中性文件,在多体动力学软件ADAMS中引入模态中性文件,并考虑了悬架钢板弹簧和轮胎的柔性,建立刚柔耦合的自卸汽车整车虚拟样机模型。利用多体动力学软件ADAMS,对举升机构构件均为刚体和举升机构的拉杆、举升臂为柔体时进行动力学仿真分析,得到了举升机构各铰接点作用力的变化规律。结果表明,举升机构刚柔耦合建模与刚体建模相比,获得的作用力较小,为举升机构的设计提供了依据。     

供弹机虚拟样机刚柔耦合动力学特性

以多刚体动力学和多柔体系统理论为基础,运用ADAMS软件建立供弹机虚拟样机模型,对供弹机供弹过程的运动规律和动力学特性进行分析.考虑供弹机关键部件——拨弹机构的柔性化处理,建立刚柔耦合系统模型,得到拨弹机构多阶固有频率拨和动力响应曲线,与刚体模型进行对比分析.结果表明:与刚性模型相比,刚柔耦合模型则考虑到由于构件的柔性特征在运行时的反向角速度引起的转动偏差,因此计算分析结果更符合实际工况,提高了供弹机工作的可靠性,为供了弹系统设计的合理性检验提供了重要的参考依据.     

基于刚柔耦合建模的平行分度凸轮机构动力学分析

在分析平行分度凸轮机构特点的基础上,提出了基于多体系统动力学的动力学建模方法.利用ADAMS、Pro/E、ANSYS三种平台联合建立了平行分度凸轮机构的刚柔耦合的动力学模型.对模型进行了仿真研究,根据仿真分析的结果得出,工程中广泛应用的变余弦运动规律不适合高速、重载、精密传动的间歇机构.详细说明了负载、转速、动程角对系...     

双曲肘连杆式合模装置数字样机刚柔耦合问题求解方法

目前精密塑料注射成型装备的数字样机广泛采用多刚体动力学系统,没有考虑机构运动过程中构件的内应力大小和分布情况,难以求解大位移的合模运动与小位移的结构变形的相互耦合问题。针对精密塑料注射成型装备复杂的动力学特性,建立双曲肘连杆式合模装置数字样机,并在此基础上柔性化处理拉杆、十字头连杆、前肘杆、销轴等关键零部件,获得拉杆的前22阶模态。在合模装置数字样机的仿真分析中,十字头连杆起动过程出现速度拐点,需要考虑十字头连杆的弹性变形。对双曲肘连杆式合模装置数字样机进行刚柔耦合动力学分析,通过中心差分法,求解合模装置数字样机起动过程中十字头连杆的弹性变形,为精密塑料注射成型装备新产品的开发提供了可借鉴的方法。     

刚柔耦合的钻装机扒斗机构动力学分析

运用ADAMS与ANSYS软件联合仿真建立了钻装机扒斗机构的刚柔耦合模型;获取了扒斗机构的运动包络图,明确了扒斗机构的运动范围;基于扒斗机构挖掘阻力通过仿真得到了扒斗机构各铰点及动臂油缸、斗杆油缸、扒斗油缸的受力情况,对工作装置结构强度分析提供重要载荷参考;以斗杆为例进行了强度分析,获取了斗杆在复合挖掘工况下的应力分布及变形情况,验算了工作装置的安全系数;通过ADAMS与ANSYS联合仿真,实现了复杂载荷的自动加载,考虑了构件的柔性,增强了仿真的准确性;对扒斗机构及钻装机的设计具有一定的指导意义。     

齿轮系统刚柔耦合动力学建模与仿真研究

以Virtual.Lab Motion为建模平台,综合考虑齿轮系统振动的非线性,建立了包含柔性轴和柔性箱体的齿轮系统刚柔耦合虚拟样机模型.通过仿真获得了关键部位的栽荷谱,为齿轮系统的剩余寿命预测提供了理论依据.通过与实验中测得的箱体节点振动加速度信号相对比,验证了借助虚拟样机进行齿轮系统故障诊断和预测的可行性,为该方面研究提供了新思路.     

3-PUS并联机构刚柔耦合模型动力学仿真分析

以柔性体理论为基础,使用多体动力学仿真软件A D A M S和有限元分析软件A N SY S建立了3-PU S并联机构的刚柔耦合模型,对3-PU S并联机构的刚柔耦合模型和多刚体模型进行了仿真和分析。结果表明,在仿真运动开始的瞬间,刚柔耦合模型中动平台的速度、位移和铰接处的应力均有一定频率的波动现象,反映了该并联机构实际的动态特性,为并联机构的进一步的设计、优化和校核提供了依据。     

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。     

辅助站立机构刚柔耦合动力学仿真分析研究

针对柔性小、受力大的零件作为纯刚体进行分析时,其结果与实际情况有较大偏差的问题。首先简述辅助站立机构的工作原理,并运用ADAMS与ANSYS联合仿真建立辅助站立机构刚柔耦合动力学仿真模型。基于该仿真模型,得出辅助站立机构一个运动周期中上方管的动态应力,进一步确定整个时间历程中上、下方管应力最大对应的时刻,并与Workbench中对应时刻计算的准动态应力进行分析比较。研究结果表明,在误差允许的情况下,二者基本吻合。验证了基于刚柔耦合动力学仿真模型的理论计算动态应力方法的准确性;同时相较于有限元法,刚柔耦合动力学仿真模型的分析结果能够更加准确的反映机构真实性能。     

大型空间刚柔耦合组合体的动力学建模

根据大型刚柔耦合空间组合体的结构特点 ,研究带挠性附件的空间结构的建模方法。文中组合体看成为在中心体上连接若干柔性附件 ,附件铰接于中心体 ,它相对于中心体运动。作者根据Lagrange方法建立了大型刚柔耦合空间组合体的动力学方程。     

航空发动机叶片刚柔耦合动力学分析

航空发动机叶片是航空发动机重要零件之一,常常因共振而导致断裂失效。传统航空发动机叶片的振动特性分析普遍基于零次近似耦合动力学模型,该模型忽略了动力刚化项,得到的结果具有一定局限性。为了更加准确地分析高速转动的航空发动机叶片的振动特性,对叶片刚柔耦合动力学问题进行了研究。将叶片简化为柔性薄板,考虑面外变形和面内变形,并计入了面外变形引起的面内变形,即变形耦合项。采用假设模态法描述叶片的变形,运用拉格朗日动力学方程建立了做三维空间大位移运动的柔性叶片一次近似耦合动力学方程。同时采用多体系统动力学软件MSC.ADAMS对旋转叶片的动力学性态进行了研究,并将所得的叶片动力学理论模型结果和ADAMS的结果进行了比较。结果显示一次近似耦合模型理论结果与实际结果相符,而ADAMS和零次近似耦合模型在叶片高转速时仿真结果存在缺陷。基于所得的叶片一次近似耦合模型,对叶片振动频率、“频率转向”和“振型转换”问题进行了分析,验证了所提出的方法的可行性。     

考虑刚柔耦合影响的双柔性臂动力学特性研究

将空间可展天线的伸展臂等效为含集中质量的双柔性臂系统,将飞行器平台作为双柔性臂系统的支承件,将末端夹持器及装置作为集中质量,利用假设模态法和拉格朗日方程建立了双柔性臂的刚柔耦合动力学模型。采用数值方法求解了双柔性臂的运动学特性和振动特性及其变化规律。结果表明,考虑刚柔耦合效应后,臂的柔性会引起其角速度、角加速度以及振动特性的变化,揭示了天线的伸展臂大范围运动和变形运动的相互耦合,在研究的基础上可进一步实现该柔性臂的优化设计。     

基于机电-刚柔混合的H型双驱进给系统状态相关动态特性分析

动态特性是影响H型双驱进给系统定位精度的关键因素。基于重心驱动原理的H型双驱进给系统在位置状态变化时无法保证双轴驱动力合力通过运动件重心造成系统产生动态误差,从而导致H型双驱进给系统的定位精度提升依然存在困难。从H型双驱进给系统的结构特性分析出发,考虑H型横梁和移动部件位置状态对系统动力学参数的影响,建立了H型双驱进给系统刚柔耦合动力学模型。结合伺服电机控制模型,采用状态空间方法得到H型双驱进给系统的机电-刚柔混合模型。利用模态实验验证所建立的动力学模型的正确性。通过数值仿真分析了系统对阶跃信号、S型信号和斜坡信号的响应特性,得到了H型横梁和移动部件位置状态、进给速度状态和同步控制策略对H型双驱进给系统的动态误差、跟踪误差和同步误差大小的影响规律。所建立的机电-刚柔混合模型能够有效地揭示H型双驱进给系统状态相关参数对系统定位精度的影响,可为H型双驱进给系统同步控制和误差补偿研究奠定理论基础。     

高速重载码垛机器人刚柔耦合模型建立及动态特性分析方法

针对高速码垛机器人高速、高加速度、大负载的工作特性,提出一种考虑关节柔性的高速重载码垛机器人结构建模及动态特性分析方法。首先,建立刚柔耦合动力学模型,对高速重载码垛机器人的关节柔性进行描述; 其次,基于建立的刚柔耦合动力学模型,对机器人的重要动态特性——振动模态进行分析; 最后,设计力锤瞬态激励实验,对2种方法的有效性进行验证。实验结果表明,该结构建模方法有效地分析了高速重载码垛机器人关节柔性的影响,动态特性分析方法有效地分析了机器人的振动模态。     

钻井振动筛筛网刚柔耦合动力学仿真

为了研究叠层平板式筛网在电机激振作用下的动态响应,在RecurDyn软件中建立了三电机振动筛的多刚体仿真模型,并对模型进行了检验。基于有限元多柔体动力学(MFBD)技术,在刚体模型的基础上建立了筛箱与筛网的刚柔耦合多体动力学模型,通过对其仿真,得到筛网在处于不同振动轨迹、不同螺栓预紧力、不同支撑条件下的振动参数、被测点动应力值、应力云图等。分析结果表明:刚柔耦合模型能够更加准确的反应振动筛的抛掷指数;在一定范围内增大预紧力,能够使筛网动应力减小;增加筛箱支撑条数目能够使筛网受力更加均匀。     

刚柔耦合的齿轮传动系统动力学特性分析

为了进行齿轮传动系统的振动分析,利用三维建模软件建立了齿轮传动系统的刚体模型;利用有限元分析软件,通过生成模态中性文件建立了系统的柔体模型;并借助机械系统的动力学分析软件,对两种不同的模型进行了动态特性分析。两种模型综合考虑了传动系统中传动轴和支撑轴承的弹性以及箱体的刚度和阻尼对系统动态特性的影响,比较了不同模型下啮合齿轮的速度、啮合力和加速度的动态响应特性。仿真分析结果表明柔性体模型的仿真结果与实际更加接近,因此,把齿轮传动系统中的轴和齿轮作柔性化处理后再进行虚拟分析的动力学仿真更具有实际意义。     

2R耦合驱动关节动力学建模与参数辨识

围绕护理机器人的人机安全接触和轻量大负载需求,提出了一种2R耦合驱动关节构型,并解决了耦合驱动动力学建模问题,为高性能运动控制器搭建提供基础。该关节设计紧凑、负载能力强,两个伺服电机经过三级减速后,通过差动结构实现两自由度耦合输出,且表面光滑适宜与人接触。通过运动学分析了耦合驱动的原理,利用拉格朗日法建立了耦合驱动动力学模型。为解决速度零点摩擦力不连续,造成基于模型的控制器运动性能变差的问题,引入了连续可微摩擦模型,利用连续可微特性采用灰色模型提高了辨识精度。研制了机器人关节样机,进行了关节解耦、摩擦数据采集、参数辨识及轨迹跟踪等试验,结果表明所设计的耦合驱动关节可以完成周转、俯仰两个转动自由度的单独及耦合运动,并且输出扭矩与重量的比值达到了143.6 N·m/kg,可以满足轻量大负载护理需求,同时基于所建立动力学模型的运动控制可以显著提高轨迹跟踪的准确性。     

基于刚柔耦合模型采样臂动态仿真研究

基于多体动力学理论和拉格朗日方程,将煤炭采样机械臂中的大臂、小臂、伸缩臂考虑为柔性臂,结合Pro/E、ANSYS和ADAMS建立刚柔耦合模型,各个机构在单独动作或者联动过程中,对采样机械臂结构件应力分布进行观察,对应力较高的部位进行补强和完善,所得到的研究结果为采样臂结构优化和疲劳寿命奠定了理论基础。