面向多体动力学仿真的零部件运动约束识别与应用

零部件运动约束的添加是多体动力学仿真建模过程中的重要环节.通过零部件CAD模型定位关系的分析,提出运动约束度及其运算规则,从零部件CAD模型的定位信息中识别运动约束信息,并分别进行零部件平动约束度和转动约束度的归并运算,求取模型的运动约束信息,实现零部件运动约束的自动添加.该方法在低压断路器的仿真试验中得到验证,结果表明该方法是可行的.     

面向虚拟环境的CAD装配模型向运动模型的转换

探讨了在虚拟环境中进行复杂机械产品运动分析时CAD装配模型向机构模型转化的信息识别。首先在总结CAD装配系统提供的各种装配约束类型与其相对应的运动几何元素基础上,给出了平移和旋转自由度的归约规则,根据简单运动副约束与运动自由度及运动几何元素的映射关系,实现从零部件装配信息到运动分析用的构件和简单运动副信息的转换。     

多体动力学模型的Modelica语言建模

对Adams多体模型结构及Modelica模型的转换方法进行了研究。对多体动力学模型结构及建模方式进行分析,根据Adams多体模型结构设计了对应的Modelica多体模型结构。研究了Adams多体模型各组件包含的信息,以及与Modelica模型的异同,提出了各多体组件的转换方法。最后给出了多体模型转换验证实例与结果。该研究有助于提高多领域仿真系统的多体建模效率及与传统多体系统的兼容性。     

基于间隙运动副的往复压缩机传动机构动力学分析

以往复压缩机传动机构为对象,利用ADAMS软件的碰撞函数,建立带有转动副间隙的往复压缩机传动机构多体动力学模型,研究间隙转动副对机构动力学性能的影响。考虑间隙幅值、气缸载荷、曲轴转速和柔性连杆等影响因素,进行五种工况的动力学分析。仿真的结果表明所述因素对机构的动力学性能影响显著。     

含油膜润滑间隙铰接副的多体动力学分析

针对含油膜润滑间隙铰接副的多体动力学问题,采用挤压油膜润滑力约束替代运动学约束的方式构建间隙铰模型,并对比分析间隙铰在油膜润滑和干接触情况下的模型参数(如油液黏度、间隙尺寸)对机械系统动力学特性的影响。数值算例结果表明,润滑油膜具有良好的减震效果,使得系统动态性能各项指标接近于理想情况,且最小油膜厚度远大于安全值;随着间隙增大或油液黏度减小时,铰接副反力出现振荡,系统刚性趋于严重,特别是在油液黏度较小时,销轴与轴套接触面接触趋于频繁,干接触和磨损可能性增大。     

含间隙机构运动副的动力学模型

运动副间隙对某些机械系统的影响已经不容忽视 ,运动副间隙模型是研究含间隙机械系统的关键问题之一。本文综述了机构动力学中的运动副间隙模型的近期研究成果 ,详细地阐述了运动副间隙模型的建模方法及有关数值解法。着重分析比较了常用的几种运动副间隙模型的特点 ,评述了目前用于分析含间隙机构的数值解法 ,并且指出了今后研究所面临的问题     

柴油机多体动力学建模时曲轴有限元模型的验证与精度研究

以某型柴油机曲轴为研究对象,对其进行三维实体建模,并建立其有限元模型.在通过试验对曲轴自由模态分析模型修正的基础上,讨论曲轴约束模态分析时有限元的建模方法;在此基础上,通过曲轴的约束模态试验验证曲轴的约束模态分析模型,得到了柴油机多体动力学分析时精度较高的曲轴约束模态模型的建模方法.文中的建模方法提高了模型的精度和可信度,可应用于其它机械零部件.     

虚拟装配环境下运动副自动识别方法

为有效地减少在装配仿真完成后进行机构运动仿真的前处理工作量,提高机构运动仿真的智能化程度,提出了一种在虚拟装配环境下面向运动仿真的机构运动副自动识别方法。通过提取虚拟装配环境下零部件间的装配约束信息,计算两个相连接零部件间所有约束的约束度,并利用计算所得的约束度自动映射出运动仿真机构中相应的运动副,为机构运动仿真中建立机构信息模型提供了基础信息。结合自主研发的原型系统虚拟装配工艺规划软件,给出了基于虚拟装配系统实现运动仿真的底层数据结构、机构模型的数据结构、信息传递过程和算法实现流程,并通过具体实例验证了方法的有效性。     

考虑运动副间隙的平面连杆机构动力学分析

为了准确分析运动副间隙对机构动力学特性的影响,在Gonthier接触力模型基础上引入非线性刚度系数,得到改进的Gonthier模型,可以更加精确地描述运动副内的弹性力。基于平面四连杆机构并应用牛顿–欧拉方程,建立了含二状态间隙系统动力学方程;利用Adams软件仿真验证了间隙模型的正确性;分析不同间隙、转速、摩擦因数对机构摇杆加速度的影响,并研究了运动副内轴的接触、自由两种状态。结果表明,在一定条件下,轴在运动副内具有碰撞、接触、自由3种状态;系统稳定后,轴在运动副内始终处于接触状态,说明轴在运动副内的运动并不是随机碰撞;机构主要通过接触点变形产生的接触力而不是轴与轴承的碰撞力来传递动力。计算结果可以很好地预测间隙发生位置,对抑制间隙导致的机构振动、磨损等具有重要的理论价值。     

齿轮传动多体接触动力学模型

基于多体接触动力学理论,对齿轮传动动力学模型进行了研究,给出了模型参数的确定方法.以开发的混合型齿轮传动为对象,在ADAMS软件环境中建立了其多体接触动力学模型.在仿真环境下直观动态地描述了齿轮啮合接触过程,计算出齿轮传动在给定输入转速和载荷作用下各级齿轮的动态啮合力.仿真分析结果揭示了齿轮传动的刚度激励与啮合冲击激励引起响应的周期性波动的现象.     

近净形成形中基于知识的产品多视CAD模型自动转换研究

计算机辅助近净形成形中由产品 CAD模型生成各应用模型通常需要大量的知识和经验 ,耗时且易出错。实现模型的自动转化不仅能提高设计效率 ,改善设计质量 ,同时可保证设计结果的一致性 ,因而具有十分重要的工程应用背景。本文讨论了各应用模型和产品模型之间的关系 ,指出应用模型由产品模型加减若干特征生成。在此基础上提出了基于 KBE技术及特征识别、特征建模的模型自动转换的实施框架     

基于约束的CAD技术研究

对ＣＡＤ技术中约束的表达及处理方法进行了研究,提出将约束从两个角度予以划分,并将多个视图中的尺寸变量约束自动关联起来;提出产品可以由参数和匐中以描述,给出了基于约束的产品定义的形式;提出并建立了基于约束的ＣＡＤ系统一般针人的智能及系统的智能有机地结合起来,增加了产品设计的灵活性和准确性。     

CAD/CAE集成中的有限元模型转换之研究

从研究CAD/CAE的集成出发,简要介绍了几何模型转换的几种方法,并分析了其不足,提出采用有限元模型转换代替几何模型转换.详细阐述了有限元模型转换相对于几何模型转换的优势,以及其实现方法和途径.通过自行编制的模型转换接口程序,成功地实现了有限元模型从CAD系统到CAE系统的方便快捷的"零失真"转换.     

基于XML的CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换

针对计算机辅助设计系统和虚拟装配系统之间的模型转换问题,提出了基于特征的统一的产品层次信息模型,采用XML中性文档和三角面片模型文件,通过信息分解的方法,分别将在产品建模系统中建立的产品层次信息模型中的装配信息和几何拓扑信息与三角面片信息通过数据转换接口转换到虚拟装配系统中,并在虚拟装配系统中通过映射关系进行模型重构,较好地解决了计算机辅助设计系统和虚拟装配系统之间信息共享的问题,通过实例验证了研究成果的可行性。     

级进模结构CAD系统装配模型的研究

装配设计是级进模结构ＣＡＤ系统的核心。模具结构的装配设计方法影响到级进模结构设计的速度。提出并实现了基于散列索引二叉树的装配模型，该模型可有铲地描述零件间的装配约束关系，为模具标准鸨自动装配设计提供了基础。     

平面柔性多体系统完全动力学问题的回转键合图法

介绍平面柔性多体系统完全动力学问题的回转键合图法。给出了综合考虑刚弹性及多种能域相互耦合的平面柔性多体系统键合图模型的建立方法,推导出了便于计算机自动生成的系统状态方程及运动副约束反力方程的统一公式,克服了非线性几何约束及微分因果关系给建立系统状态方程及运动副约束反力方程所带来的代数环问题。回转键合图法特别适合于多种能域并存的系统。通过实例说明了方法的有效性。     

基于多体动力学的弹簧操动机构的动态特性研究

利用多刚体系统动力学理论建立弹簧操动机构的动力学模型,研究弹簧操动机构在合闸过程中的动态特性,提示其运动学和动力学规律,然后基于ADAMS建立了该弹簧操动机构的虚拟样机,实现对该机构动态仿真分析,并对其动态特性进行分析研究.通过对弹簧操动机构的数值计算和动态仿真分析研究及两种方法分析结果的相互验证,为弹簧操动机构的动态优化设计和可靠性设计提供了理论基础.     

基于XML的CAD与XNA的信息转换

针对CAD与虚拟装配环境XNA之间的信息转换问题,提出了一种模型信息转换技术。构建了一种面向虚拟装配的层次化装配信息模型,该信息模型由产品层、子装配体层、零件层、特征层、几何层、三角面片层六层拓扑结构组成;根据模型信息分解方法,将模型信息分解为几何信息、装配信息以及面片信息等,使用Pro/ToolKit二次开发工具实现了对模型装配信息的提取,并通过对模型面片信息的转换,解决了CAD系统与XNA虚拟装配环境间的信息转换问题。利用构建的XNA虚拟装配平台对该技术进行了验证。     

坦克多体系统动力学建模及模型试验验证

为研究坦克的行驶振动特性和越野机动性,通过虚拟样机技术和多体动力学建模方法,对坦克动力学系统进行了拓扑结构分析,建立了坦克多体系统动力学模型,基于谐波叠加法建立了随机路面模型;为了验证模型的可信性,在稳定行驶工况下,分别选取汽车平台障碍和随机路面高速跑道环境,将模型仿真结果和实际车辆试验结果进行对比分析。结果表明：该坦克多体系统动力学模型能够较好地反映实际车辆的振动特性,为坦克行驶振动特性的研究提供了参考模型;实车试验的方法能够很好地用于仿真车辆模型动力学特性的验证。