柔性机构可靠性分析及仿真的UML模型

利用面向对象的设计方法,建立基于多柔体假设的柔性机构可靠性仿真模型,通过对各种机构运动形式的静力学、运动学和动力学分析,应用蒙特卡洛法(Monte Carlo)、改进的一次二阶矩法(AFOSM)和响应面法(Response Surface)等可靠性仿真方法,利用UML(Unified Modeling Language)统一建模语言建立仿真模型的框架,为进一步进行柔性机构可靠性的研究奠定了基础.     

基于RecurDyn和ANSYS的电动农用车悬挂机构优化设计

电动农用车悬挂机构存在设计冗余的问题,为了对悬挂的上臂机构进行优化,建立了悬挂机构刚柔耦合模型,通过多体动力学仿真,确定了上臂机构各个铰点在坐标轴方向上的最大受力。通过单变量静力学仿真试验,建立了上臂机构最大等效应力与四个结构参数之间的单变量数值拟合模型,通过正交仿真试验,建立了最大等效应力与四个结构参数之间的多变量数值拟合模型,并将仿真值和数值模型计算值进行了比较,验证了模型的可靠性,同时,利用同种方法建立了悬挂上臂质量与四个结构参数之间的多变量数值拟合模型。最后,以最大等效应力最小值和质量最小值为优化目标,利用遗传算法进行优化,获得了最优设计参数。优化结果表明:优化后的上臂机构具有相对更小的质量和更大的强度,结构更加合理,该方法可为其他设计提供参考。     

基于RecurDyn和ANSYS的电动农用车悬挂机构优化设计（英文）

电动农用车悬挂机构存在设计冗余的问题,为了对悬挂的上臂机构进行优化,建立了悬挂机构刚柔耦合模型,通过多体动力学仿真,确定了上臂机构各个铰点在坐标轴方向上的最大受力。通过单变量静力学仿真试验,建立了上臂机构最大等效应力与四个结构参数之间的单变量数值拟合模型,通过正交仿真试验,建立了最大等效应力与四个结构参数之间的多变量数值拟合模型,并将仿真值和数值模型计算值进行了比较,验证了模型的可靠性,同时,利用同种方法建立了悬挂上臂质量与四个结构参数之间的多变量数值拟合模型。最后,以最大等效应力最小值和质量最小值为优化目标,利用遗传算法进行优化,获得了最优设计参数。优化结果表明:优化后的上臂机构具有相对更小的质量和更大的强度,结构更加合理,该方法可为其他设计提供参考。     

捕捉缓冲机构刚柔耦合多体动力学仿真研究

大部分动力学仿真分析采用的都是刚性构件，在现实生活中把构件看成刚性系统来处理可以满足要求，但这忽略了构件变形的影响。为了得到更真实有效的数据，就必须把模型的部分构件看作柔性体来处理。为研究某捕捉缓冲机构的动力学性能，从理论层面介绍动力学的研究方法和刚柔耦合研究的整体思路，并利用ANSYS和ADAMS导出的MNF文件和LOD文件，从刚柔耦合多体动力学的角度对捕捉缓冲机构进行了综合实验分析和对比。通过刚柔耦合研究实现了动力学和结构学的联合仿真，得到了更精确的仿真数据，在获得动力学测量数据的基础上又获得了结构学数据，使仿真结果更为全面，同时也为对结果要求较高的多体动力学工程仿真问题提供了参考。     

多槽线切割联动机构的优化设计

以机构的工作速度能够尽量均匀平稳为目标,通过改变杆长参数对一种主要用于轮胎模具加工的多槽线切割联动机构进行了优化设计,并利用ADAMS系统仿真分析软件对优化前后的机构进行了运动仿真分析。结果表明:优化后的机构工作冲击减少,工作性能有所改善。     

一种TBM推进机构的多柔体动力学建模及仿真

针对推进缸楔形布置的TBM推进机构,利用MATLAB/SIMULINK建立了推进机构多柔体动力学仿真模型,并对其建立了物理模型,将液压缸简化为柔体模型,利用拉格朗日动力学方法建立动力学微分方程,对机构施加某一激励,仿真液压缸各构件变形大小及所受驱动力的动态变化,验证了所建方程的有效性。改变部分结构参数研究其对机构变形的影响,结果表明:液压缸中活塞杆及有油腔缸体的位移幅值随着动平台铰接点小组间夹角的增大而增大;在一定范围内动平台半径越小,动静平台距离越大,机构所受驱动力越小。     

基于ADAMS的小型快速压力机滑块运动特性分析

本文研究了多连杆传动机构相比于传统的曲柄连杆传动机构所具有的优势,并结合软件对模型进行了仿真。分析了多连杆压力机传动系统的运动受力过程。利用ADAMS软件建立多连杆机构模型,仿真了多连杆机构滑块的位移,速度及加速度曲线以及各个铰支点的受力状况,在将其与手工计算值相比较。仿真结果表明:与曲柄压力机相比,多连杆压力机具有下死点附近速度低、回程速度高的特点。     

基于MATLAB的Solid Edge圆柱凸轮参数化设计研究

凸轮机构是自动机械广泛采用的重要传动零件，凸轮机构的传统设计方法仍停留在凸轮的二维设计阶段，论文利用MATLAB语言编制凸轮曲线轮廓，然后运用Solid Edge三维参数化造型功能的表曲线命令设计圆柱凸轮的三维实体模型，实现产品开发过程中的机构运动仿真与虚拟样机制造。     

复杂曲面切割机变胞机构构态变换稳定性研究

通过ADAMS仿真分析了空间复杂曲面切割机变胞机构构态切换时刻的冲击问题,利用改变驱动关节的运动规律的方法使得冲击最小化,并通过仿真验证了该方法的有效性,保证了变胞机构构态切换时机构运动的稳定性。     

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。     

柔性机构系统动态可靠性的模糊综合评价研究

结合多柔体系统动力学和模糊可靠性理论,提出柔性机构可靠性模糊综合评价方法。该方法利用多柔体系统随机模拟方法得到不同构件的可靠度值,确定单因素的隶属度函数,按照柔性机构的运动参数可靠度进行单因素评价。根据不同构件的可靠度再进行多因素综合评价,得到整个柔性机构系统的总体可靠度的评价。通过算例证明该方法对大型复杂非线性柔性机构系统整体可靠性评价是有效可行的。     

含有随机参数的机械多体系统动力学建模与仿真

在工程中,机械多体系统的参数往往具有不确定性,如设计公差、制造和装配误差、磨损等因素导致零件的几何尺寸具有随机性;工作温度的影响使得弹性模量、泊松比等参数产生变异.传统的多体系统动力学研究往往忽略了参数的随机性,因此存在局限性.文章基于Kane方程,采用随机理论处理参数的不确定性问题,讨论了含随机参数的多体系统建模问题;并采用Monte-Carlo方法进行解算,最终得到统计意义上的结果.对一含随机参数的柔性机械臂进行了仿真计算,验证了本方法的正确性和有效性.     

基于多体动力学的圆柱滚子轴承局部损伤分析

为研究存在局部损伤下轴承系统的振动响应特征,基于多体动力学方法建立了可预测轴承局部缺陷尺寸、位置和形状的动力学模型,分析了缺陷参数对轴承振动的影响机理。研究结果表明,轴承的振动响应随着缺陷尺寸的增加而逐渐增大;随着缺陷位置远离最大承载区而逐渐减小;矩形缺陷的振动响应最大,三角形缺陷次之,圆形缺陷振动响应最小。通过台架试验得到圆柱滚子轴承振动响应与局部缺陷尺寸及位置的关系,并与仿真结果进行比较,验证动力学分析的合理性,为探寻轴承早期故障机理提供理论参考。     

ADAMS/Rail与AMESim联合仿真技术及其应用研究

介绍了多体动力学软件模块ADAMS/Rail和多领域建模与仿真软件AMESim的特点,对二者联合仿真的接口进行了探讨。提出了ADAMS/Rail与AMESim联合仿真的方法,并将该方法应用于铁道车辆悬挂系统的研究,为实现铁道车辆中复杂机电系统的建模与仿真提供了新的思路。     

基于多柔体动力学的混联研抛机床仿真分析

针对本课题组研制的-JDYP51五坐标虚拟轴混联研抛运动机床,通过建立Pro／E和ADAMS仿真模型,并结合虎克铰和单个支杆的有限元分析,列出了空间刚-柔耦合多体系统动力学方程。仿真实验结果表明,由于机床的铰接特点,支杆在运动中弹性变形很小,其柔性对动平台的轨迹影响不大,可以获得比较稳定的动力学特性曲线。     

五自由度虚拟轴机床刚—柔耦合动力学仿真研究

针对一种用于研磨自由曲面的新型虚拟轴机床，建立基于Lagrange方程的空间刚—柔耦合动力学模型，并通过动力学仿真研究说明各支链驱动力、运动具有相似性。该方法为虚拟轴机床动力学研究提供了新的思路。     

基于ADAMS的并联机床刚柔耦合系统的协同建模研究

基于协同的思想,文章就一种3-TPT并联机床为例,详细介绍了结合三种软件建立机械系统多体动力学模型的方法。首先在SolidWorks中生成三维模型,通过软件接口导入到ADAMS中,然后在ANSYS中生成柔性体得模态中性文件,再将其引入到ADAMS中,从而得到所需的柔性体生成柔性多体动力学模型,为精确进行动力学仿真和实际物理样机的制造提供了基础。     

Multibody dynamic modeling of five-axis machine tool vibrations and controller

A computationally efficient, reduced-order multibody dynamic model of a five-axis machine tool is presented. The machine tool is modeled by substructures assembled via flexible springs and damping elements at interfaces which affect the machining performance. NC tool path commands are processed by the linear acceleration-based motion trajectory filters and fed to the axis servo controllers through an inverse kinematic model of the machine. The computed motor torque commands are applied to the structural dynamic model of the machine at the motor connections. The experimentally validated model predicts the performance of the five-axis CNC machine's controller along the tool path.     

高加速度数控机床关键技术问题研究

本文以沈阳第一机床厂研制开发的CHH6125卧式车削中心为研究对象，对其部分关键技术问题进行研究；主要论述了影响机床加、减速度的主要因素，以及如何更好地提高机床进给加速度；并建立了机床系统的多刚体动力学模型并进行数字模拟仿真和实验验证。针对高速、高精度机床提出了提高机床进给加速度的一些措施，同时也为其它同类机床的研制开发提供一定的参考。     

An adaptronic approach to active vibration control of machine tools with parallel kinematics

In recent years, more and more lightweight components are used in machine tools in order to provide advantages in highly dynamic applications because of their reduced mass. One major drawback of these lightweight systems is their sensitivity to structural vibrations which are induced by high jerks during fast positioning and the machining process itself. Moreover, in case of parallel kinematic structures, the dynamic response depends nonlinearly on the actual pose of the mechanism in the workspace. In this paper, a concept for active vibration control for a machine tool with planar parallel kinematics is presented. For this purpose, an adaptronic rod has been developed and integrated into the existing machine tool. The unit consists of a high-power lead–zirconate–titanate piezo stack actuator, which is able to induce forces in longitudinal direction of the rod, and various sensors so that different control concepts from the field of active vibration control can be implemented and tested. Based on a flexible multibody system model of the machine tool, a hierarchical controller consisting of an integrated force feedback as low authority Control combined with a frequency-shaped linear quadratic regulator has been designed. The experimental results presented here demonstrate the ability of the chosen approach to clearly suppress the first dominating resonance without loss of performance in the low frequency range, which is often a serious problem of active damping concepts.