基于ADAMS的连杆机构多体动力学仿真研究

以柔性连杆为研究对象,应用多体系统动力学对曲柄-滑块机构进行了仿真研究。基于ADAMS建立了机构的虚拟样机模型,利用动力学仿真得到高速、重载下连杆柔性对系统性能的影响;通过连杆的振动模态分析了系统性能变化的机理,并用有限元法对连杆的动应力分布进行了计算和分析,使得在结构设计阶段就可以预估机构的疲劳寿命,实现了机构的虚拟样机设计。     

基于有限元和多体动力学的柴油机曲轴动态强度与冲击响应分析

以某16 V柴油机曲轴为例,利用非线性多体动力学与三维实体有限元法对其进行正常工况下强度分析和模拟水下爆炸作用下的冲击响应分析.首先,建立曲轴等部件的三维实体有限元模型,采用子结构法对其进行结构缩减,导入多体动力学分析软件后添加连接单元,建立轴系非线性多体动力学模型.然后,将多体动力学分析结果恢复到含油孔的曲轴三维实体有限元精细模型(单拐-梁模型),进行正常工况一个循环曲轴动应力计算和疲劳强度分析.最后,进行冲击载荷作用下的曲轴动应力计算及强度分析,校核其冲击下的可靠性.     

内燃机曲柄连杆机构冲击动力学分析

基于多体动力学和有限元方法,以柴油机曲柄连杆机构为研究对象,综合考虑机构内部复杂的接触关系、主轴承油膜刚度、轴承间隙以及非线性因素,分别在柴油机额定工况和静止工况下,基于BV043/1985标准对机构进行抗冲击性能评估。结果表明：机构符合BV043/1985标准关于冲击安全级A级设备的相关要求,且在额定工况下的冲击响应高于静止工况;曲轴的冲击响应高于连杆。因此,需重点考虑:主轴承油膜刚度和轴承间隙对机构的冲击性能有较大影响,进行冲击动力学分析时不可忽略。     

刚柔耦合多体系统的冲击响应分析方法及应用研究

利用多体系统传递矩阵法建立了刚柔耦合多体系统的动力学模型,并且将冲量模型和碰撞接触模型与多体系统传递矩阵法结合,提出了基于传递矩阵法的刚柔耦合多体系统的冲击响应分析方法。根据柯西方程推导出系统中的柔性梁在冲击载荷作用下的冲击应力分布公式。以某型汽车起重机为例分析了在起吊过程中的冲击载荷特点,计算了该刚柔耦合多体系统的冲击响应及柔性梁的冲击应力分布规律,并与试验结果对比,证实了该方法的正确性。     

基于虚拟样机技术的曲轴多体动力学仿真

基于虚拟样机技术和柔性多体动力学理论,综合运用三维建模,有限元分析以及多体动力学仿真等技术,建立包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的整个曲轴系统的虚拟样机模型,通过进行曲轴系统在发动机真实工况下的柔性多体动力学仿真计算,得到了各构件之间相互作用力,继而得到曲轴在一个工作循环周期内的实时动力学响应,为曲轴的优化设计奠定了基础.     

基于有限元与多体动力学仿真的发动机失火故障特征提取研究

提出基于多体动力学和有限元计算的故障仿真方法,通过分析比较振动信号变化来提取故障特征。利用AVL EXCITE平台,建立一个高质量带悬置的四缸发动机动力总成有限元多体动力学仿真模型,以发动机失火故障为例,设置相关参数模拟失火状态运行,求解发动机稳态转速和加速工况的缸体和缸盖位置振动加速度响应信号,经频谱、阶次和小波等分析,对比正常状态和故障状态的差异,提取故障特征。通过实车失火故障试验进行对比,发现仿真结果与试验结果有较好的一致性。利用多体动力学有限元模型进行故障仿真分析的结果,可用于指导实际发动机故障诊断。     

圆柱滚子轴承多体接触动力学研究

考虑滚子和套圈、滚子和保持架、保持架和引导套圈的动态接触关系,提出了机械系统中圆柱滚子轴承多体动力学分析的新方法。基于圆柱套圈滚道的三角网格模型,实现了圆柱滚子和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,进而建立了计及润滑摩擦作用和Hertz接触作用的圆柱滚子轴承的三维多体接触全动力学模型。运用广义-α方法计算分析了不同工况条件下圆柱滚子轴承的动态特性和保持架的稳定性,获得了不同工况下轴承的运动轨迹、角速度、滚子和倾斜扭转振动、动态接触力,拖动力和相轨迹等动态响应的变化规律。计算结果表明低速或较小径向力下,滚子和保持架的拖动力相对较小且不稳定,滚子和保持架侧梁、外圈挡边之间存在明显的频繁接触冲击作用,内圈中心的振动位移相对较大,保持架中心的径向平面运动轨迹形成不稳定的近似圆周运动,圆柱滚子轴承的运动稳定性相对较差。随着转速或旋转径向力的增加,保持架中心的径向平面运动轨迹为圆周运动和单周期的相轨迹运动,保持架中心的轴向振动明显,滚子倾斜扭转振动相对较小。     

多柔体系统动力学碰撞研究中的若干基本问题

本文针对多柔体系统动力碰撞研究中的几个基本问题进行了全面的分析和评述,包括多柔体系统动力学方程的描述,碰撞模型的简化和处理,铰接间隙引起的碰撞问题,数值算法,实验研究,控制等几个方面,并根据目前的发现现状和研究中的存在的问题,指出了今后多柔体系统动力学碰撞研究中的发展方向。     

球轴承柔性多体动力学分析与接触振动研究

结合有限元法和柔性多体动力学方法,提出球轴承柔性多体接触动力学模型和动力学分析方法。综合考虑钢球与内外圈滚道的游隙、柔性多体接触、套圈弹性变形、摩擦、离心力和转速等关键因素,建立球轴承的柔性多体接触动力学模型。研究了球轴承的柔性多体动力学特性和接触振动响应,计算出球轴承钢球公转一周时的接触力变化、套圈中心的相对振动位移、加速度、套圈弹性变形、截面接触应力和径向接触应力等接触振动响应,揭示了球轴承的支承钢球数目奇偶交替时的变柔性接触振动本质。提出的球轴承动力学模型与计算结果为以系统振动为目标的球轴承动态设计和球轴承系统设计提供理论指导和参考数据。     

含间隙铰的机械多体系统动力学模型

对四类间隙铰模型(连续接触模型、有限元模型、经典碰撞模型和接触变形模型)进行分析比较，给出了经典碰撞和接触变形模式的含间隙多体系统动力学模型。经典碰撞模式的动力学模型着重考察系统动力学的整体行为，不能预测碰撞过程中铰关节局部接触力的变化历程。接触变形模式的多体系统动力学模型考虑了碰撞体间的法向和切向接触力，以及阻力矩，能够求解系统运动过程中间隙铰轴销与孔体的碰撞力。采用间隙铰的非线性弹簧阻尼模型，研究了重力场及其方向性对空间可展机构动力学性能的影响。计算结果表明，无重力与有重力环境时含间隙可展机构动力学行为有较大地差别，重力作用使间隙铰内碰撞减弱。为了保证在地面试验中可靠地预测在太空展开性能，可展机构在地面试验时应采取重力补偿措施。     

基于实测道路谱的纯电动轻卡电池包支架动态载荷仿真及疲劳分析

为保证纯电动轻卡电池包支架的疲劳寿命分析与实车试验场道路耐久试验的关联性,提出了一种将多体动力学、疲劳寿命分析及试验场实测道路谱数据相结合的分析方法。采用ADAMS软件建立了由七通道虚拟试验台、电池包支架及整个车架组成的刚柔耦合多体动力学模型,以试验场采集的电池包支架加速度为目标响应信号,采用Femfat.lab软件使用虚拟迭代方法,反求得到了电池包支架疲劳分析的载荷边界条件。采用Miner线性疲劳损伤理论在疲劳仿真软件nCode中分析了电池包支架的疲劳寿命,分析结果显示其寿命能够满足疲劳性能要求,并最终通过了实车试验场道路耐久试验的验证,验证了此方法的工程实用性。所提出的分析方法对于研究电动汽车电池包支架的疲劳性能具有重要的参考价值。     

配气机构多柔体系统动力学仿真

利用Pro/E软件建立配气机构三维实体模型,并用ANSYS软件对推杆、摇臂、气门等零件进行网格划分、模态计算生成相应的柔性体;以ADAMS/Engine为仿真平台,建立了配气机构多柔体动力学模型。通过仿真分析,得到不同转速下配气机构仿真的结果,同时,分析了配气机构的噪声机理。该方法能够更加准确细致地分析配气机构动力学特性,为后续柴油机整机振动和噪声的分析和预测,提供更为精确的边界条件。     

钢管钢纤维高强混凝土抗冲击压缩性能的试验研究与数值模拟

遮弹层的建成及优化对防护工程的发展尤为重要。钢管钢纤维高强混凝土蜂窝遮弹层是一种具有高强抗力的新型遮弹层,文章对其组成构件钢管钢纤维高强混凝土进行霍普金森压杆(SHPB)动态力学性能试验,并借助动力有限元分析软件LSDYNA进行数值模拟。冲击压缩试验中,试件的钢纤维掺量分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%,钢管壁厚分别为2mm、3mm。结果表明钢管钢纤维高强混凝土具有应变率强化效应,应变率越高,试件的动态抗压强度越大。当气压为1.0 MPa时,壁厚3mm、钢纤维掺量1.5%的试件强度达258.3 MPa。与钢纤维高强混凝土相比,钢管钢纤维高强混凝土的抗冲击压缩性能更好,动态抗压强度最大增幅达35.4%,且具备承受多次冲击压缩作用的能力。数值模拟与试验结果吻合度高,表明数值模拟方法具有可行性。     

基于LS-DYNA的冲击试验机碰撞分析

基于显示动力学和接触碰撞分析的基本理论,采用有限元方法建立冲击试验机的碰撞模型,对接触面的冲击载荷进行仿真分析。根据仿真结果得出冲击试验中各碰撞部件的运动与受力状况,以及冲击力对碰撞速度等参数的变化规律,为后续的接触面状态测试奠定基础。     

加载路径对变径管内高压成形影响的模拟研究

基于Dynaform有限元模拟软件,在获得合适总轴向进给量以及最大内压力的基础上,重点探讨了轴向进给路径以及内压力加载路径对变径管内高压成形的影响。结果表明：按照前段进给速度大于后段进给速度的双线性轴向进给方式进给能得到一条最优的轴向进给路径;梯形内压加载方式的成形结果要明显优于线性内压加载方式,且当内压区间为40～60MPa时,梯形内压加载方式的成形结果达到最优化。     

冲击消振系统动力学初探

通过数值分析获得冲击消振系统典型的稳定周期响应相轨图,在相轨图中直接观察倍周期分叉,并在庞加莱（Poincare）截面中显示了该振冲系统的混沌运动性质。     

层合梁横向冲击的动力学效应

研究了十字叠层复合材料梁横向冲击响应的动力学效应，根据冲击实验曲线及动态有限元方法计算了惯性效应和应力波效应对位移和应力响应的影响。     

无铅焊点在跌落冲击载荷下动态特性研究

针对JEDEC标准板的局限性,设计一种圆形PCB,建立其三维有限元模型,运用ABAQUS有限元分析软件对设计板在跌落冲击载荷下的动态特性进行模拟仿真,找到封装中焊点的薄弱环节,得出焊点的应力状况与PCB板的挠曲变形存在一致的对应关系,验证PCB板在跌落冲击过程中弯曲振动导致的交变应力是焊点破坏的原因.     

基于ADAMS的柴油机曲轴扭振仿真

以某V型8缸柴油机为研究对象,通过多体动力学方法对该曲轴进行扭振研究。首先在ADAMS中建立曲柄连杆机构的刚体模型;然后把曲轴作为柔性体,建立曲轴的有限元模型并对其进行模态计算;最后用曲轴的柔性体模型代替曲柄连杆机构的曲轴刚体模型,得到曲柄连杆机构的刚-柔混合体动力学仿真模型。对曲轴在正常工况下和单缸熄火时的扭振进行研究,得到曲轴在正常工况下和单缸熄火时的扭振特性。     

最优应力波形下的冲击机械冲锤部件的反演设计及参数优化

 受空间环境下月壤采样机构能源供给的限制,本文立足于一般的冲击机械模型,假定岩土动态加载刚度一定的情况下分析比较了不同形式入射波形对岩土介质作功过程中能量传递效率情况;以实现最优指数应力波形为目标,基于一维波动力学理论及δ(t)函数法对冲锤部件的波阻抗进行反演设计,并使用正解计算和有限元仿真的方法验证反演设计的正确性;运用假设脱离法分析了冲锤与击杆之间的受力及运动状态,分析了冲锤几何外形无量纲参数影响下能量传递效率和冲锤冲击效率的变化规律并计算相关的最优参数。