利用Mastercam附加功能绘制双折线即LEBUS曲线的方法

一、概述 我们在给用户做加工方案时曾遇到过这样一种卷筒，其绳槽是双折线即LEBUS曲线的，该绳槽是将螺旋线绳槽1周分为4段．相对两段改为直槽，另外相对两段仍为螺旋槽（螺距与钢丝绳直径相关）。该绳槽是适合多层缠绕的一种绳槽形式，多用于大型卷扬装置上，其优点是避免了乱绳且延长了钢丝绳的寿命。     

基于Adams的矿用挖掘机提升卷筒轴向受力分析

利用多体动力学仿真软件Adams,建立挖掘机工作装置的虚拟样机,并通过分析提升机构的运动特性,得到卷筒轴向受力的主要影响因素,为卷筒、卷筒轴及整个工作装置的设计提供参考.     

浮钳盘式制动器制动块有限元分析及结构优化

应用运用MSC Marc对制动块进行接触分析,得到其应力分布云图和接触状态云图,在此基础上进行结构优化,使之受力分散、接触均匀.     

纤维缠绕弯管的线型设计与仿真

提出了一种弯管缠绕线型的设计方法.首先,建立了弯管的纤维缠绕数学模型,在对缠绕线型规律进行分析的基础上,再采用测地线辅助以定位销的纤维缠绕设计方法进行纤维缠绕,实现了弯管纤维缠绕的系统仿真,这种方法克服了传统纤维缠绕模式在缠绕弯管端部时要采用非测地线线型,而只采用测地线再辅助以定位销即可实现弯管的纤维缠绕.仿真结果表明,该纤维缠绕线型设计方案精确可靠,满足纤维缠绕的基本要求,对实际生产有很重要的作用,并为弯管纤维缠绕的应用奠定了理论基础.     

电磁发射装置的结构优化及抛体受力分析

通过电磁发射装置的电路结构优化,完成试验数据采集。并分析螺线管轴线磁场分布,得出抛体理论受力方程。分析受力方程和试验数据结果表明：改进系统的工程实用性进一步提高．     

水下高速摄像系统密封舱的优化设计

为了实现水下高速摄像系统密封舱的轻量化,本文深入分析了该结构的几何特性和受力情况,对该结构进行了合理简化,采用ANSYS有限元软件对该结构的受力进行了仿真分析,对其结构尺寸进行了优化设计.结果表明圆筒壁厚和端板厚度分别为4.05mm和23.66mm时,密封舱重量最轻.本文还提出了一种利用优化设计确定单元尺寸的方法,并利用该方法检验仿真结果的可靠性.解决了有限元仿真时单元尺寸不易确定的问题.该方法对结构设计具有重要的指导意义.     

侧面碰撞过程中乘用车座椅安全性仿真分析

针对在乘用车侧面碰撞过程中座椅失效是假人损伤主因之一的情况,对带有原始座椅的某乘用车进行侧面碰撞仿真分析.结合试验,找出原始座椅在侧面碰撞中在乘员保护方面所存在的问题.针对该问题,设计一套座椅挡板,通过仿真得出挡板高度对侧面碰撞中假人损伤的影响,确定合理的座椅优化改进方案.     

三肢体机器人足部力传感器弹性体分析

提出将传感器传递矩阵条件数和行范数两项指标综合的方法,对一种三肢体机器人的足部三维力传感器弹性体结构进行优化,使传感器在具有低传递误差的同时具有较高的灵敏度.并应用有限元法分析了弹性体各结构尺寸对传感器性能的影响,得到了弹性体在单向受力时的应力、应变分布状态及其静、动态特性,为传感器的结构设计和进一步分析提供了依据.     

CAE在机械结构受载分析中的应用

CAE现已成为工程和产品结构分析中必不可少的数值计算工具,运用CAE软件ABAQUS对常见的三种自行车车架进行结构受载分析,用来指导自行车车架结构的优化.首先用Solid Works进行三维建模,然后导入ABAQUS中进行受力分析.在其他条件和受载相同的情况下,通过分析,可以得出三种车架结构应力应变的不同,进而对车架形状的优化有一定指导意义.     

煤炭漏斗车装卸载过程仿真

煤炭漏斗车端、侧墙侧压力是车体静强度校核中的重要作用载荷.运用离散单元法,建立煤炭漏斗车仿真模型,对装卸载过程中车体所受的侧压力进行了仿真分析,并对车体内部的压力场和速度场的分布情况进行了分析.仿真结果表明,装载平衡后,端、侧墙侧压力沿墙高呈非线性分布;卸载过程中,侧墙侧压力呈现明显的波动变化.研究结果说明,离散单元法用于模拟和分析漏斗车车体压力及散粒体流动规律是可行的.仿真结果对漏斗车车体结构的研发具有一定的现实指导意义.     

电动自行车鼓式制动器的有限元仿真

利用ANSYS/LS-DYNA分析软件对某电动自行车鼓式制动器进行瞬态动力学仿真,以非等载荷数组施加于与领蹄、从蹄相连的摩擦衬片,模拟制动过程中制动鼓和摩擦衬片的应力分布,并以摩擦衬片为研究对象,从材质、厚度、起始角三方面对制动器进行结构改进,为电动自行车鼓式制动器设计软件的开发提供数据参考。     

绕组分段永磁直线同步电机切换控制研究

为了实现绕组分段永磁直线同步电机(SW-PMLSM)稳定运行控制,对绕组切换控制方法进行了研究.结合SW-PMLSM的结构及调度策略,分析了绕组切换过程中的推力变化,认为永磁体动子纵向的长度等于单台定子纵向长度的整数倍时,动子在移动过程中所受的合成推力将基本维持不变.提出了基于PMLSM直接推力控制及PLC绕组切换运行控制的总体方案,设计了动子位置检测及绕组切换控制系统.最后利用SW-PMLSM直驱无绳提升机进行了实验研究.实验结果表明,SW-PMLSM定子绕组切换过程运行平稳,能耗制动可将电机的运行速度限制在一个稳定范围,具有较好的后备保护功能.     

On Climbing Winding Stairs in an Open Mode for a New Robotic Wheelchair

This paper presents the mechanical design, locomotion and associated dynamic models of a new robotic wheelchair on climbing winding stairs. The prototype stair-climbing robotic wheelchair is constructed comprising a pair of rotational multi-limbed structures pivotally mounted on opposite sides of a support base so that the robotic wheelchair can ascend and descend stairs; in particular, the capability of climbing winding stairs is addressed. Based on the skid-steering analysis, the dynamic models for climbing winding stairs are developed for the trajectory planning and motion analyses. These models are required to ensure a passenger's safety in such a way that the robotic wheelchair is operated in an open mode. Moreover, an equivalent constraint method is proposed for the prescribed motion of the robotic wheelchair on climbing winding stairs. The results of the simulation and maneuver are reported that show the behavior of the prototype as it climbs winding stairs in a dynamic turning.     

螺旋滚筒截割顶板工况的数值模拟

根据截齿截割机理和有限元理论,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了螺旋滚筒截割顶板的煤岩耦合模型,得到截割过程中螺旋滚筒受到的冲击载荷,并验证其载荷的可靠性;通过对螺旋滚筒的动力学分析,找出其在工作过程中的应力分布规律。研究表明:螺旋滚筒的最大应力主要集中在合金头的齿尖局部接触区域、齿柄头部的轴肩处以及截齿齿座根部,当滚筒转速相同时,煤岩受到的应力增加幅度随牵引速度的增加先增大随后逐渐减小;若牵引速度不变时,煤岩受到的应力减小幅度随滚筒转速增大而逐渐变小。分析结果为薄煤层采煤机螺旋滚筒的结构设计及其截割性能的提高提供了重要参考。     

无刷直流电动机动态性能分析

针对无刷直流电动机实际运行过程中存在的脉动和非平滑现象,基于内部结构特征和工作原理,研究了无刷直流电动机的运动特征和动态特性.从电机齿槽结构、绕组形式、转子位置、换相过程等方面分析了气隙磁场分布特征和对相电流、反电动势波形的关联作用,阐述了造成转速变化和产生脉动转矩的影响机理,讨论了单闭环控制与双闭环控制方式下的电机运行特性.通过搭建系统仿真模型,获得了空载启动、突加负载、变转速等控制要求下电机转速、定子电流和转矩的运行曲线和变化规律.理论分析和仿真实验均有效地阐明了无刷直流电动机的动态性能.     

复杂煤层条件下采煤机破煤过程的可靠性研究

以有限元理论与刚柔耦合多体动力学为基础,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了复杂煤层条件下螺旋滚筒的煤岩耦合模型,得到了不同工况下螺旋滚筒受到的冲击载荷以及煤岩的塑性变形分布规律;并找出了截齿在工作过程中的应力分布规律。基于LS-DYNA提取的滚筒载荷文本,通过ADAMS软件对采煤机整机刚柔耦合虚拟样机模型进行动力学仿真分析,发现了采煤机壳体与行星架的应力分布。结合神经网络技术,以不同工况下采煤机关键零件的等效应力值作为神经网络训练样本,获得在关键零件应力值最小时的采煤机牵引速度的最优值。分析结果为采煤机螺旋滚筒的结构设计及其截割性能的提高提供了重要参考。     

Commutation Torque Ripple Suppression in Three Phase Brushless DC Motor Using Open-end Winding

Three phase brushless DC motor has the characteristics of high power density, simple structure and excellent speed regulation performance, which is widely used in the field of electric drive. Open-end winding brushless DC motor has no neutral point, and each phase winding is electrically isolated, which can realize the independent control of each phase winding. Compared with Y-connected brushless DC motor, the open-end winding brushless DC motor has a wider range of speed regulation under the same voltage, and has certain fault-tolerant performance, which is suitable for the application of low voltage and large current. Compared with the multiphase fault-tolerant motor, open-end winding brushless DC motor has simpler structure and higher winding utilization rate. However, the open-end winding brushless DC motor still has torque ripple, among which the cogging torque is related to the motor body structure, while commutation torque ripple is affected by the mutual inductance of the winding and the current freewheeling loop. The commutation process of the open-winding brushless DC motor is analyzed, and it is concluded that the current change rates of the turn-off phase and turn-on phase are equal under the ideal back electromotive force(back-EMF), which can ensure that the non-commutation phase current and the electromagnetic torque kept constant. The overlapping commutation with phase current closed-loop method is proposed to suppress the commutation torque ripple of open-end winding BLDC motor, and the applied voltage on turn-off phase and delayed time of turn-off phase in overlapping commutation are derived, the sliding mode observer is used to calculate the electromagnetic torque. MATLAB simulation and experimental results verify the effectiveness of this method.

     

隐极无刷双馈电动机的研究

针对无刷双馈电动机的转子磁场转换效率决定了其工作效率的问题,提出了一种隐极无刷双馈电动机隐极转子结构的优化设计方案。对作用较小的隐极转子进行优化设计,即将它们的槽型更改为半开口槽,不断改变它们的长宽比;利用有限元软件ANSYS分析不同长宽比转子结构的隐极无刷双馈电动机,获得其功率绕组励磁与控制绕组励磁分布;利用Matlab软件分解转子磁动势,获得转子磁动势的谐波含量,从而确定最有效谐波含量。实验结果表明,在设定隐极转子的长宽比分别为10、13、15、17、20的情况下,隐极无刷电动机在15倍长宽比转子结构时的能量转换效果最好。     

旋翼飞行机器人研究进展

旋翼飞行机器人是面向空中自主作业需求,将旋翼飞行器与多自由度机械臂相结合所提出的新型机器人.该机器人作业过程中旋翼飞行器、机械臂与作业目标之间的动态相对运动以及与作业目标接触过程中未建模外力、力矩扰动使自主控制受到极大挑战.本文将针对旋翼飞行机器人的结构演变及关键技术、作业机构集成技术进行综述.从动力学建模及动力学特性分析、动态运动约束/力约束下的协调规划、非结构环境下的运动和作业控制、面向任务动态操作的环境感知、面向任务的实验系统构建与实验验证五个方面初步构建了旋翼飞行机器人自主作业理论体系.     

基于张拉整体结构的连续型弯曲机械臂设计与研究

为实现对目标物体的缠绕捕获，利用张拉整体结构质量轻、变形大等特点，提出一种基于张拉整体结构的连续型机械臂的设计．本文首先设计连续型机械臂的结构，建立其力学模型．通过准静态和动态分析，对不同驱动形式下的连续型机械臂运动进行仿真，并在实验平台上验证所建力学模型的准确性，最后分析了其工作空间及奇异位姿．实验结果表明本文设计的连续型机械臂可以实现弯曲缠绕变形，满足对不同大小物体进行缠绕捕获的需求．