基于ADAMS的中药旋转取袋机构刚柔耦合动力学研究

为了探究中药旋转取袋机构中的多刚体系统与柔性多体系统各自的运动精度与可靠性问题，建立基于笛卡儿模型的运动学与动力学约束方程对多刚体系统进行运动学数值分析，并构建柔性多体系统的力学模型，最后运用ADAMS动力学仿真模块对多刚体系统与柔性多体系统进行动力学仿真分析。研究结果表明：运动中的刚性光轴在0～3.0 s、6.0～7.5 s以及10.5～4.0 s时间区间内的速度变化范围为-0.45～0.50 m/s；运动中的柔性光轴在相同时间区间内，速度变化范围是-2.00～1.50 m/s，变化频率高、幅值大。柔性多体系统在运动过程中精确度明显提高的原因是零部件运动过程中自转角的线性离散变化，而多刚体系统中零部件自转角的振荡变化与速度幅值过大是造成机构运动不稳定的主要原因，故而将部分重要构件柔性化以解决机构运动稳定性问题。     

打纬机构钢筘的柔性动力学分析

为研究共轭凸轮打纬机构中钢筘的柔性变形问题,基于有限元法对钢筘进行离散化,应用Lagrange方程建立柔性钢筘系统的动力学方程;利用ANSYS软件对钢筘进行网格划分,分析柔性钢筘的模态和振型等振动特性;在ADAMS中建立打纬机构刚-柔耦合模型,在考虑打纬阻力的情况下进行动力学仿真,并对钢筘进行应力分析。结果表明:建立的柔性钢筘动力学方程与仿真结果一致,验证了方程的正确性;钢筘在打纬机构运动过程中出现共振变形的可能性很小;施加打纬阻力时,刚-柔耦合模型的动力学性能相比刚性体时波动增大,并且打纬阻力变化对打纬机构加速度影响明显;钢筘在打纬过程中应力主要集中于下端附近。此结论可为打纬机构的优化设计提供依据。     

共轭凸轮打纬机构的刚柔耦合动力学仿真研究

针对织机中的共轭凸轮打纬机构进行刚柔耦合动力学研究.利用ANSYS分析软件生成模态中性文件,利用ADAMS/Flex模块导入ADAMS中,从而完成数据的双向传输.分析了柔性打纬摇轴的模态、振型等振动特性,并进行打纬机构刚柔耦合分析,对柔性打纬摇轴的共轭凸轮打纬机构的动态特性进行了研究.仿真结果表明:考虑构件柔性的情况下,机构的运动性能与刚体构件差别微小,但动力学性能相差较大.本文成果可为后续进行机构的运动精度分析及可靠性设计提供数据支持,为高速织机的设计制造提供参考.     

动力刚化系统动力学建模方法的研究

具有大范围、高速运动的柔性体，即使在小变形范围内，运动和变形的耦合将产生动力刚化现象，本文提出一种研究动力刚化系统新的方法，建立了求解动力刚化系统逆问题的数学模型，拓宽了动力刚化问题的研究范围，该项研究对以柔性体为代表的航天器中的构件、机器人和高速机构等机械诉设计、动力学仿真和减振控制，具有重要意义。     

并联机器人多柔体系统协同建模与动力学仿真

基于协同的思想,提出了一种对机构的多柔体动力学进行建模和仿真的方法．以多体系统动力学为基础,建立了柔性机构的空间动力学方程．利用多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立了3-TPT型并联机器人的多柔体动力学仿真模型,并对所建立的模型进行了动力学仿真研究．为了更加准确地说明分析结果,分别将刚性体和柔性体仿真结果进行对比,结果表明：由于杆件的柔性特点,其受力表现出了高度的非线性,这与实际相符．多柔体系统的仿真结果能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性,能够更准确地预测机构性能．这种方法为并联机器人的设计和优化提供了一种有效的分析方法．     

空间四连杆引纬机构刚柔耦合动力学分析与仿真

为更加准确地反映剑杆织机空间四连杆引纬机构在高速运转时的动力学性能,对其进行刚柔耦合动力学建模与仿真.首先,选取空间四连杆引纬机构中的十字摇轴为柔性体,在ANSYS中对其进行网格划分并生成中性文件.然后,将生成的中性文件导入到ADAMS中替换刚性十字摇轴,建立空间四连杆引纬机构刚柔耦合动力学模型并进行仿真.最后,将仿真生成的载荷文件添加到ANSYS中的十字摇轴上,对其进行瞬态动力学分析.结果表明:刚柔耦合动力学仿真与刚体动力学仿真相比,剑带位移和速度曲线整体趋势相同,但加速度曲线存在显著差异,即十字摇轴的柔性变形会直接影响剑杆的引纬准确性和稳定性,并且主轴转速越高,柔性变形对引纬动作影响越明显.基于ANSYS对十字摇轴进行动力学分析,得到十字摇轴所受应力最大点以及十字摇轴连接处节点的应变曲线.以上结果可为引纬机构的优化设计提供理论参考.     

基于EFEM的5R机械臂刚柔耦合动力学分析

为分析复杂机械系统动力学特性,将系统划分为含有限刚性构件的刚柔耦合系统,基于等效元素集成法,对构件自身的动力学特性进行等效,组建成等效系统。将建模的关键归结为系统中二阶转换张量和相应的三阶转换张量的求解以及系统质量阵的组装,然后,按多柔体动力学的方式建立方程。建立了港口起重机5R机械臂刚柔耦合动力学模型,给出了动力响应曲线,并与刚性解进行了比较。结果表明,采用EFEM方法,动力学方程维数减少,系统质量阵阶数降低,模型建立简单快捷,规范化、程式化,解题效率和精度较高。     

基于总成特性的转向系统模型开发

建立了一个基于转向系统总成特性的实时动力学模型,由于该模型基于阿克曼转向机构的角位移传递比、扭矩传递比、机构柔性等特性,不需要过多的硬点位置参数,因此,适用于汽车预开发阶段的建模。模型中考虑了转向系统关键部件的动力学自由度,能够反映其瞬态变化过程。将其嵌入到14自由度整车模型的仿真代码中,进行某A级车操纵稳定性工况的仿真,并将仿真结果与场地试验数据进行对比,验证了模型的有效性。     

含拐点的柔顺机构动力学建模及分析

为分析含拐点的大变形柔性梁的动态响应,建立含拐点的柔顺杆的动力学模型,基于拉格朗日方程推导其动力学方程组,在MATLAB软件中求解出其转角随时间变化的特性曲线,并与ADAMS软件仿真所得角位移曲线进行比较.研究表明:含拐点柔顺机构的拐点关节依靠各杆间的动力学耦合运动,拐点关节的转角变化很大,这体现了含拐点的柔顺机构动力学模型与不含拐点的柔顺机构动力学模型的区别,柔顺机构动力学模型能精确地反映柔顺机构的运动和变形.     

刚柔耦合麦弗逊悬架系统运动学分析

基于ADAMS软件应用柔性多体动力学方法建立了某轿车麦弗逊悬架模型,并进行了悬架运动学特性仿真。结果表明:与刚体模型相比,悬架构件的柔性对车轮定位参数的前束角、外倾角、主销内倾角、主销后倾角、车轮转角有明显的影响,而对车轮的横向滑移量影响很小。应用刚柔耦合模型分析悬架系统运动学更加符合实际。     

基于刚柔耦合的3＿P(4R)并联机器人仿真分析

并联机器人连杆的弹性变形直接影响机器人系统的运动特性.本文针对3_P(4R)并联机器人,利用MATLAB和ANSYS对其进行轨迹规划和连杆的柔性化,建立了3_P(4R)并联机器人的刚柔耦合动力学模型,基于ADAMS软件对该并联机器人进行了动力学仿真分析,并与多刚体模型进行对比,获得了连杆柔性变形对末端轨迹的影响.该研究结果为该机器人下一步准确地主动控制末端运行轨迹路线提供了重要依据.     

非惯性系下旋转柔性叶片的动力学分析

旋转柔性叶片是汽轮机关键零部件,针对叶片振动损伤问题,考虑经历大范围运动的柔性叶片刚性运动与弹性变形运动之间的相互耦合,应用哈密顿原理建立了旋转柔性叶片非线性动力学控制方程.考虑旋转离心惯性力的影响以及轴向变形与横向变形之间的耦合,基于假设模态法对方程进行离散,研究了不同转速下梁端部位移的响应.研究结果表明,刚性旋转运动对柔性叶片端部位移的响应具有明显的影响,并且由于离心力的存在,出现了动力刚化现象,文中所用方法及数值仿真结果可用于研究旋转柔性叶片的振动失效问题.     

柔性机械手动力学研究

以多体系统动力学为基础，建立了柔性机械手最为普遍的动力学方程：所建立的方程综合考虑了大规模刚体运动与小变形弹性运动的影响，如刚弯耦合、刚扭耦合、弯扭耦合的影响。新的动力学模型思路清晰。推导简捷，使柔性机械手的动力学计算大大简化。     

基于ADAMS的柔性焊接机器人动力学仿真

在Pro/E中完成了焊接机器人的三维建模,然后导入ADAMS软件中,添加约束后建立了焊接机器人的虚拟样机模型。考虑到柔性构件对机器人系统运动性能的影响,构建了该机器人的刚柔耦合模型,并进行了动力学仿真。结果表明:柔性手臂构件对机械手的运动精度产生了较大影响。     

仿水黾机器人划水腿刚柔耦合动力学建模与仿真研究

仿水黾机器人一般采用轻型材料制作并且是在较高速度下运行,构件的弹性变形将直接影响机器人系统的运动特性.本文采用假设模态法来描述划水腿的变形,在Lagrange方程的基础上建立仿水黾机器人驱动机构划水腿的刚柔耦合动力学模型,数值仿真曲线描绘出划水腿的柔性变形对末端轨迹的影响.该研究为该机器人今后进行主动控制,获得更快的运动速度,准确运行轨迹路线奠定基础.     

基于小变形的柔性多体系统运动学分析

多体系统中柔性体运动一般分为体参考系的范围运动和变形运动。在多数场合,柔性体的变形运动是较小的,可以用对变形广义坐标线性化的动力学方程描述系统动力学行为。但是,目前通用的一些动力学建模方法用于柔性体动力学建模时,存在过早线性化缺陷,导致最终的动力学方程遗失了一些重要的刚柔耦合项。本文采用非线性变形场描述,计及含有变形广义坐标及其导数的二阶小量项,将这种非线性保留到求出偏速度后,再线性化,建立了柔性     

刚柔耦合系统的输入成形控制

为实现对大范围运动刚柔耦合系统的振动抑制,提出基于一次近似动力学模型的输入成形控制方法.针对中心刚体-柔性旋臂梁系统,在变形位移的描述中计及纵向变形的二次耦合项,建立一次近似动力学模型用于振动控制.考虑到大范围运动刚柔耦合系统中柔性梁有别于结构动力学中定边界梁的模态特性,设计抑制柔性振动的鲁棒多模态输入成形器.仿真结果...     

叉车横置油缸式转向杆系的运动模拟

介绍了叉车横置油缸式转向杆系运动的计算机动态模拟的开发工作 ,着重阐述了转向杆系运动计算机仿真的必要性和重要性 ,对横置油缸式转向杆系的机构运动模拟和运动干涉模拟检查进行了说明     

不确定性下平面四杆转向机构的运动精度分析

为评价平面四杆转向机构在不确定因素影响下的运动精度,提出应用概率理论对机构运动误差进行建模与分析.基于平面四杆转向机构的运动学分析,考虑机构构件尺寸几何公差建立平面四杆转向机构的运动误差概率模型和可靠性模型,并应用一次二阶矩方法对机构运动精度可靠性模型进行求解,从概率的角度研究了平面四杆转向机构的运动精度.     

基于极值响应面法的柔性机构可靠性优化设计

为建立柔性机构可靠性优化设计的理论与方法.用传统方法进行柔性机构截面尺寸的初步设计,将模态综合法与柔性多体系统动力学相结合,建立柔性机构拉格朗日形式的动力学微分方程,用蒙特卡罗法抽取柔性机构输入参数随机样本,并对每个样本求解动力学微分方程,得到对应的位移、速度、加速度在分析时域内的响应,在此基础上求出对应的动态应力和挠度响应.将不同输入样本对应的应力和变形输出响应在分析时域内的最大值的全体作为新的输出(极值)响应,构造极值响应面函数.以材料密度、弹性模量、许用刚度、强度和构件截面尺寸为随机变量,以构件尺寸为设计变量,以机构质量为目标函数,以设计变量表示的可靠性指标为约束函数,对柔性机构进行可靠性优化设计.实例计算表明,该设计方法在满足可靠性要求的情况下使得机构的质量最小.