计及混合间隙的高速精密机构非线性动态响应分析

间隙会导致运动副元素发生接触碰撞，从而对机械系统动力学特性产生较大的影响。针对高速精密机构中常见的运动副结构特点，建立一种含混合间隙特征的高速精密压力机传动系统的动力学模型，并考虑非线性接触特征的影响。将L-N模型和Coulomb修正模型引入到机械系统动力学方程中，采用Runge-Kutta法获得含混合间隙的高速精密机构动态特性，并在高速精密压力机试验平台上开展动力学性能试验，验证了此方法的正确性和有效性。在此基础上，分析输入转速、间隙尺寸等对含混合间隙高速精密机构非线性动态响应特征的影响规律。结果表明：运动副元素在高速精密机构运动过程中发生不同运动状态的来回切换，并会引起较大的冲击、碰撞；输入转速和间隙尺寸的变化会引起高速精密机构非周期性动态响应特征，引发混沌运动和跳跃现象。     

基于ADAMS的伺服压力机三角肘杆式工作机构优化设计

为了提高伺服压力机三角肘杆式工作机构的机械利益,基于ADAMS软件,提出一种定性-定量设计方案,优化三角肘杆式工作机构。首先,对工作机构进行简化分解分析,提出若干定性的设计建议,以快速获得工作机构的基本结构构型、设计参数初始值与边界值。然后,在ADAMS软件中建立参数化虚拟样机和优化模型,并进行求解计算获得优化值。最后,根据已知尺度和优化值,对优化前后的工作机构进行仿真计算和性能分析。结果表明,优化设计后的三角肘杆式工作机构具有更优良的运动特性和增力特性,验证了定性-定量设计方案的可行性。     

含间隙铰的柔性机器人动力学研究

论文将多柔体动力学的建模方法引入柔性机器人的动力学分析中。应用Lagrange方程建立空间刚-柔耦合多体系统动力学方程，采用牛顿二状态模型，对含间隙机器人的副间接触和分离过程，建立了铰接间隙动力学方程。仿真分析结果表明，由于间隙铰的存在。间隙运动副反力呈现大幅度连续波动现象，使整个机器人的稳定性大大降低。而当记入大臂的柔性后，间隙副反力的波动减小，所以，机器人可以通过适当添加弹性补偿单元降低部分副间碰撞时的冲击效应，提高机构运转的稳定性。     

伺服压力机教学实验平台机构的力学分析

为了对一种肘杆式伺服压力机教学实验平台机构进行静力学和动力学分析,通过解析法建立了机构的运动学模型、动态静力学模型和动力学模型。首先,应用复数矢量法推导出压力机实验平台机构的位置、速度和加速度求解方程,得到了机构的位置、速度和加速度;其次,应用达朗贝尔原理建立了压力机实验平台机构的动态静力学方程,求解了机构的平衡力和运动副约束反力;再次,建立了机构的拉格朗日动力学方程,求解了伺服电机通过滚珠丝杠对机构的驱动力;最后,分别利用Matlab理论计算与ADAMS虚拟样机仿真得到冲锤的位置曲线、速度曲线、加速度曲线,以及平衡力、运动副约束反力和驱动力的变化曲线,并验证了所建运动学模型、动态静力学模型和动力学模型的正确性。     

注塑机合模过程液压冲击与振动测试分析

针对双曲肘杆式注塑机合模机构的结构特点和运动特性,利用AMESim软件仿真分析其合模过程的运动,并设计实验系统;合模过程实验中,在液压系统的不同流量设置、不同压力设置以及流量变化速度参数下,测试液压系统各点的液压冲击以及合模板的振动数据。通过测试结果分析得出不同的压力、流量等对冲击振动及运动周期的影响规律:当流量增大时合模过程所需时间减少;振动幅度先减小再增大;压力对合模周期与振动减小影响不大。     

板坯调宽过程机构动态特性分析

基于接触动力学的理论,利用数值模拟的手段建立了调宽机含间隙的动力学数学模型,采用定步长四阶Runge-Kutta数值积分的方法,详细研究了运动副内间隙对接触力的影响规律。研究结果表明,调宽机在空载和工作两种状态下,同步机构各构件间的运动副内接触力变化不大,侧压机构主要承受了板坯变形产生的轧制力。该研究成果对于调宽机内部运动副间隙的在线控制和关键构件的受力分析,提供了精确的边界条件,同时对于改善调宽机的动态特性和其后期的改造,具有重要的参考价值。     

数控压力机工艺编程系统

分析了肘杆式数控压力机的非线性运动特性,并以此为基础设计了工艺编程系统.该系统包括机械机构管理、模具管理、加工工艺曲线管理和辅助管理等4个模块,能够进行工艺曲线输入、数控工艺编程和仿真加工.将该系统应用在KS630肘杆式伺服压力机上,效果良好.     

肘杆式压力机数控系统的研发

分析了肘杆式压力机的非线性运动特性与数字控制的要求及优点.比较了常用控制方式的优缺点,得出了肘杆式锻压机的控制图,并用PMAC运动控制器和工控机实现了锻压机的控制.该数控系统的上位机软件包括控制系统软件和编程系统软件.控制系统软件包含手动控制、在线仿真加工、实时加工和周边接口控制等模块,而编程系统内包含机构管理、模具管理、加工曲线管理和其它管理等模块.该系统目前在肘杆式伺服压力机KS630上使用.     

空间机构移动副间隙的随机特性分析

在进行运动副间隙的随机特性分析时，应根据运动副受力情况的不同而采用不同的分析模型，运动副受力较小时可以采用随机模型，而当运动副受力较大时就应该采用连续接触模型，本文以移动副为例，分别用随机模型和连续接触模型对空间机构中运动副间隙的随机特性做了详细的分析，分析结果可在进行空间机构运动精度分析时作为理论基础。     

关节回转副间隙对焊接机器人末端位姿精度影响研究

机构回转副在运行一段时间后,由于磨损必然会导致配合间隙增大,从而加剧系统动力学性能恶化,导致焊枪末端偏离理论焊接位置,焊接精度降低直至失效。为了研究回转副间隙对机械臂末端位姿的影响程度,建立了机械臂回转副间隙数学模型,采用SolidWorks软件建立焊接机械臂虚拟样机,分别对有无回转副间隙机械臂进行运动仿真分析,获得了机器人焊接过程中铰接轴的运动特性。研究结果表明,含回转副间隙机械臂的铰接轴线速度和线位移存在一定程度的波动,对焊接机械臂末端位姿有影响,降低了焊接机器人的运动稳定性与焊接精度。     

含间隙高速精密压力机机构动力学研究

铰间隙是影响高速精密压力机动态精度的重要因素,为研究间隙对其动态特性的影响,本文采用非线性弹簧阻尼模型描述间隙处的碰撞接触、修正的Coulomb摩擦模型描述间隙处的摩擦、无质量圆弧间的接触约束描述含间隙铰,建立周期性冲击工况下含间隙高速精密压力机机构的虚拟样机模型,通过动力学仿真,分析了有无间隙、间隙大小和打击力对机构...     

基于Matlab/Simulink的肘式伺服压力机动力学仿真

基于肘杆式压力机的基本结构,进行数学建模分析,以定量分析机构的运动和受力情况,为压力机的实际控制提供重要参考。设定在恒定角加速度和恒定速度的条件下,利用Matlab/Simulink平台搭建肘杆式压力机的运动学和动力学模型,分别得到滑块的位移、速度和加速度,以及曲轴受力、力矩和电机做功曲线。该仿真结果可作为伺服电动机控制的输入量,为其他伺服压力机传动机构的分析和控制提供参考,并为降低电机运行时的转矩提供一种可行的方法。     

虚拟轴混联研抛机床含间隙多刚体动力学研究

为了在自由曲面的弹性研抛中,获得稳定的动力学特性和加工效果,开发了一种由“3轴并联 2轴串联”构成的新型五自由度混联虚拟轴研抛机床。本文考虑铰接间隙的影响,运用牛顿二状态运动模型,对虚拟轴混联研抛机床并联机构建立了含间隙多刚体动力学统一方程。分析结果表明,由于间隙铰的存在,使间隙铰处运动副反力呈现大幅度连续波动现象,影响了虚拟轴混联研抛机床的运动稳定性。     

机械压力机工作机构合理性探讨

以公称压力800kN、滑块行程130mm、滑块公称压力行程5mm、滑块行程次数75min-1的机械压力机为应用研究背景,设计了常见的三角形连杆、上连式三角形上肘杆、下连式三角形上肘杆共三种类型的三角肘杆式压力机工作机构,分别建立其运动学与动力学的模型,并以滑块行程为130mm作为约束条件,以滑块在5mm公称压力行程内的最大速度最小化作为优化目标,通过计算机优化分别确定出了该三种类型的工作机构的结构尺寸.进一步建立了该三种类型机构的三维结构模型,然后分析对比这三种不同类型机构的速度、加速度、曲柄扭矩、机架水平合力波动范围及机架竖直方向波动范围等参数.分析结果表明,这三种类型中的三角形连杆式工作机构的综合性能较为理想.     

冲击疲劳试验机加载机构运动稳定特性研究

冲击加载机构是冲击疲劳试验机的重要部件,冲击疲劳试验对冲击脉冲稳定性有严格的要求.设计一种新型冲击疲劳试验机的加载机构,并重点研究该加载机构的运动稳定性.根据加载机构动力学模型,利用数值仿真计算方法得到不同初始条件下,冲击脉冲的稳定性.通过分析,确定了保证冲击脉冲稳定性的边界条件,从理论上证明冲击疲劳加载机构的运动可靠...     

虑及控制机构运动关联的柱塞泵动态特性研究

针对柱塞泵建模过程中因函数简化控制机构及其运动关系而造成的误差大、不精准问题,提出基于控制机构运动关联的非简化建模方法。结合柱塞泵的控制原理,利用AMESim搭建功率-压力-电比例复合控制的柱塞泵仿真模型。通过对压力、电流和转速的组合控制,对柱塞泵的控制特性进行仿真测试,得到与理论研究相吻合的动态特性曲线。进一步通过台架试验对柱塞泵进行测试,试验结果表明：柱塞泵在实际工作中存在响应时间,系统流量在液压系统开启和闭合瞬间存在冲击振荡。对比两种建模思想的仿真结果,非简化模型最大相对误差分别为3.51%和5.08%,平均相对误差分别为1.74%和1.98%,均小于简化模型。柱塞泵建模准确,为实现产品性能优化和系统数字孪生提供了模型支撑。     

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。     

高压重载螺旋传动副流固耦合与间隙优化分析

梯形丝杠副正常工作时，丝杠与螺母接触表面变形使间隙油膜厚度和压力分布不均匀，进而对梯形丝杠副的工作状态、油膜润滑特性和承载能力产生一系列影响，因此采用流固耦合分析方法对油润滑梯形丝杠副进行仿真研究。分别建立了梯形丝杠副固体模型和丝杠螺母间隙油膜的流体模型，采用流固耦合仿真分析方法，考虑油膜承载时压力升高而导致梯形丝杠副结构变形这一现象，得到相同工况、不同间隙下，丝杠与螺母的应力和变形情况以及油膜厚度对其承载性能和刚度的影响。研究结果显示：高压重载工况下，梯形丝杠与螺母均满足材料的屈服强度要求；综合考虑梯形丝杠副间隙与油膜承载刚度和承载力的关系，其润滑与承载性能在间隙为0.15～0.20 mm时最佳。     

基于FLOWMASTER的液压冲击器动态特性仿真研究

在分析了液压冲击器工作原理的基础上,利用一维流体仿真软件FlOWMASTER搭建了气液联合式液压冲击器的仿真模型。结合仿真结果,分析冲击活塞的运动规律以及压力、流量的变化情况,为液压冲击机构的非线性模型研究提供了参考。基于FlOWMASTER的仿真为研究液压冲击器工作机理、提高液压冲击器工作性能和优化系统参数提供了一种可行的理论方法。     

不同位置间隙量对结晶器振动位移曲线的影响

为分析位置间隙对连铸结晶器位移曲线的影响,借助ADAMS仿真软件,建立机构传动的模型,并在理想状态下仿真出结晶器的位移曲线,以对比各交界处的碰撞力。采用接触碰撞力模型和间隙摩擦力模型来模拟含间隙运动副,依次对机构的各铰接处设置相同大小的间隙量,仿真含间隙的位移曲线,并与理想的曲线对比。结果表明,间隙在机构中的位置不同,所起的作用不同,对曲线的影响状况和程度也不同。