计及二阶效应的大位移柔性梁杆系统动力学分析

结合小变形条件下梁杆单元精确有限元方法和大位移随动坐标法,建立了计及二阶效应的大位移运动柔性梁单元的动力学方程.首先从小变形结构入手,建立考虑二阶效应的柔性梁压弯力学模型,推导出二阶理论条件下平面压弯梁的精确有限元方程,进而获取二阶理论条件下梁单元精确刚度阵.运用大位移随动坐标法建立大位移几何非线性弹性梁杆单元平衡方程,使用柔性多体动力学的相对描述方法推导大位移梁单元在局部坐标系下的动力学方程.通过结点位移、速度和加速度在随动坐标系与整体坐标系间的相互关系得到梁单元在整体坐标系下的包含二阶效应的动力学方程.对某型港口起重机臂架系统的变幅工况进行了计及二阶效应的弹性动力分析.     

数控铣床主轴系统的刚柔耦合的动力学分析

以数控铣床主轴系统为研究对象,应用UG对其进行三维建模。ADAMS构建多刚体虚拟样机模型,引入Hertz接触理论,对啮合齿轮进行动态仿真和齿面接触应力分析。在ANSYS中进行主轴的静力学分析,在主轴系统刚体受力分析的基础上,将主轴系统转为柔性体,在ADAMS中计算主轴系统前18阶模态,建立主轴系统的柔性体虚拟样机模型。计算齿轮的刚柔耦合的啮合力,与刚体受力进行比较后发现结果偏差不大,同时ANSYS对主轴进行了动力学分析,找出其结构薄弱环节。     

推土机刚柔耦合仿真分析研究

推土机是重要的工程机械,广泛应用于工程建设中。针对某款推土机在使用过程中出现的推杆裂纹情况,基于柔性体理论,将推土机的左右推杆转换成柔性体,建立推土机的刚柔耦合模型,对刚柔耦合模型进行仿真分析。仿真结果可为解决推土机推杆强度和轻量化提供理论基础,具有实际应用价值。     

混凝土泵车臂架刚柔耦合动力学分析

混凝土泵车臂架的柔性效应对其零件的强度、末端运动轨迹和液压缸驱动力都产生不可忽略的影响,因此对其进行刚柔耦合分析是必要的。基于有限元分析软件ANSYS和动力学分析软件ADAMS,建立了27m混凝土泵车臂架的多刚体模型和刚柔耦合模型。分析比较了相同工况下多刚体模型和刚柔耦合模型中液压缸的受力,研究了不同速度和阻尼对液压缸驱动力的影响。仿真结果表明,该方法可实现对大型机械臂的刚柔耦合分析,为臂架系统的设计和优化提供理论指导。     

基于ADAMS与ANSYS的凸轮连杆空间机构刚柔耦合分析

研究了柔性长摆臂及长连杆对包装机械中的凸轮连杆空间机构的影响,为验证凸轮连杆机构的精度与振动是否满足要求提供一种直观的方法。以包装机械中常用到的凸轮连杆空间机构为研究对象,通过Solid Works建立其三维模型,在ANSYS下建立柔性体的中性文件,在ADAMS下创建刚柔耦合分析模型并对其进行仿真,获得相应实际的执行件位移输出曲线及动力学参数。根据仿真结果可知,在将长摆臂与连杆都柔性化的情况下,执行件位移输出曲线的最大误差约为2 mm,与刚性条件相比,机构对箱体的振动力有一定变化。这说明考虑柔性体后,凸轮连杆机构在运行过程中虽有一定量的变形振动,但对执行构件影响不大,在精度不是很高的场合,这种带长摆臂及长连杆的凸轮连杆机构仍可使用。     

某特种机械刚柔耦合动力学仿真分析

针对某特种机械仿真结果与实际结果偏离较大的问题,利用Solid Works建立三维模型,再利用ANSYS建立三脚架柔性体后导入Admas软件进行刚柔耦合动力学仿真,得出某特种机械枪机框运动速度等曲线,并与实际结果进行比较。结果表明:三脚架柔性化后仿真得出的初速度与枪机框速度与实际数据接近,为某特种机械的仿真研究提供理论指导。     

南京四桥索鞍吊装系统刚柔耦合动力学仿真

以南京长江第四大桥的散索鞍（北锚）吊装系统为原型,综合应用UG、Ansys和ADAMS对索鞍吊装过程进行刚柔耦合动力学仿真分析,并将分析的数据成功地应用到索鞍吊装系统的设计优化中,为随后索鞍顺利吊装就位打下了坚实的理论基础。     

主轴系统的刚柔耦合接触动力学仿真分析

以高速数控铣床主轴多体系统为例,研究了主轴刚柔耦合多体系统的输出响应的动态特性。从柔性多体动力学的基本原理出发,系统地分析了主轴系统刚柔耦合的动力学模型的原理,提出基于修正的Craig-Bampton法建立主轴系统刚柔耦合的接触动力学模型的方法。基于虚拟样机模型,综合考虑齿轮传动的时变啮合刚度、间隙、摩擦和切削力等影响动态响应的接触因素,分析出轴承结合部、驱动转速和齿轮啮合等的时变特性对主轴系统动态响应的影响。仿真结果与理论和实验分析结果相一致。该仿真算法可以有效地解决考虑多动态参数激励的主轴系统的动态响应问题。     

齿轮系统刚柔耦合动力学建模与仿真研究

以Virtual.Lab Motion为建模平台,综合考虑齿轮系统振动的非线性,建立了包含柔性轴和柔性箱体的齿轮系统刚柔耦合虚拟样机模型.通过仿真获得了关键部位的栽荷谱,为齿轮系统的剩余寿命预测提供了理论依据.通过与实验中测得的箱体节点振动加速度信号相对比,验证了借助虚拟样机进行齿轮系统故障诊断和预测的可行性,为该方面研究提供了新思路.     

刚柔耦合的自卸汽车举升机构动力学分析

为得到更加真实的自卸汽车举升机构动力学特性,将举升机构的拉杆和举升臂视为柔体,利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对举升机构拉杆和举升臂进行模态分析,输出模态中性文件,在多体动力学软件ADAMS中引入模态中性文件,并考虑了悬架钢板弹簧和轮胎的柔性,建立刚柔耦合的自卸汽车整车虚拟样机模型。利用多体动力学软件ADAMS,对举升机构构件均为刚体和举升机构的拉杆、举升臂为柔体时进行动力学仿真分析,得到了举升机构各铰接点作用力的变化规律。结果表明,举升机构刚柔耦合建模与刚体建模相比,获得的作用力较小,为举升机构的设计提供了依据。     

柴油机连杆的动态应力分析及优化设计

根据连杆在柴油机工作过程中的受力特性,建立某型柴油机连杆的有限元模型.基于瞬态响应特性分析理论,利用有限元分析软件ANSYS计算出连杆在一个运动周期内的应力分布曲线.分析过程中,借助于函数进行相关载荷的动态施加,使得计算结果更具真实性.并基于优化设计理论和瞬态分析结果对连杆进行优化设计.结果表明:该型柴油机连杆满足强度、刚度的要求;优化设计后,连杆的质量可减少18％.     

基于灵敏度分析的发动机连杆优化设计

为了得到一个具有足够强度且重量轻的某发动机连杆,运用有限元软件建立了该连杆的模型,并对该模型进行了静力分析及灵敏度分析,在灵敏度分析的基础上,选择合理的设计参数以连杆质量最轻为目标对连杆进行了优化设计。研究结果表明,该方法为进一步改善该车架的结构提供了参考。     

基于有限元方法的压裂泵连杆疲劳强度分析

压裂泵连杆在工作过程中受到复杂的交变载荷作用,为防止发生疲劳破坏,对压裂泵连杆疲劳强度进行分析。首先建立五缸压裂泵连杆装配组件有限元模型,然后在考虑过盈配合及联结螺栓预紧力装配条件的情况下,对连杆的几种极限工况进行静力有限元分析,获得连杆在各工况下的应力应变,接着将各工况静力分析结果导入疲劳分析软件FE－SAFE中,从而确定疲劳载荷谱,并以此计算连杆疲劳寿命及疲劳安全系数,对连杆疲劳寿命进行定量分析。结果表明,压裂泵连杆疲劳寿命及疲劳强度满足设计要求。     

基于AVL-EXCITE的内燃机连杆轴承润滑仿真分析

内燃机连杆轴承的润滑状况对连杆轴承的使用寿命影响很大。随着内燃机的不断强化,对连杆轴承性能的要求也相应提高。因此,深入研究连杆轴承的润滑问题以便更加准确地分析和设计轴承的性能便显得日益重要。首先从理论上阐述了润滑状况对轴承工作可靠性的影响,然后针对某发动机的连杆,在AVL-EXCITE中建立了连杆的柔性多体动力学与动力润滑耦合仿真模型。通过计算得到了连杆轴承的轴心轨迹、最小油膜厚度和最大油膜压力等参数,并比较了转速、轴承间隙和温度对轴承润滑性能的影响。研究结果对连杆轴承动力学耦合分析和优化设计以及判断轴承工作的可靠性具有重要意义。     

大型内燃机连杆测试专用夹具设计

为考核内燃机连杆在工作过程中的安全可靠性,需对其进行包括加载、疲劳在内的一系列测试试验.文中简要介绍了一组大型内燃机连杆测试的专用工装夹具,其结构简单,制作方便,并且用有限元软件Abaqus校核了该组合夹具各工况下的强度,最终用于试验,达到预期效果,其可行性和安全性也得到验证.文中的研究思路对同类设计具有借鉴的意义.     

各类对称连杆曲线生成条件研究

采用几何解析法研究曲柄摇杆机构特殊对称连杆曲线的产生条件，明确轨迹综合中极具价值的自切曲线、带单尖点和双尖点曲线，以及带近似直线段曲线所对应的连杆点位置，同时得到对称连杆曲线的形态种类及其分布规律。     

发动机曲柄连杆机构多体动力学建模的若干问题

基于多体动力学理论,利用Por/E与ADAMS建立了某型车辆发动机曲柄连杆机构多体系统动力学模型,讨论了模型质量特性的要求,模型从Pro/E导入ADAMS建立多刚体系统,利用有限元软件ANSYS生成曲轴柔性体及柔性体引入,并最终建立多体动力学系统等相关问题,为类似问题的分析研究提供了参考.     

连杆裂断力参数的数值分析及其裂断质量研究

针对基于连杆裂断时所需裂断力的问题,利用断裂力学理论及有限元方法,采用KIC判据对与拉杆位移、裂断力及应力强度因子KI三者关系展开了研究。通过数值分析求解了应力强度因子达到断裂韧性KIC时拉杆所需的位移,以确定拉杆提供的裂断力。理论分析结果显示:裂纹槽宽为0.2 mm、槽深为0.4 mm的BYD473连杆,拉杆在位移27.25 mm处,连杆应力强度因KI达到断裂韧性KIC,此时连杆裂断所需的裂断力为32.75 kN,拉杆裂断力与应力强度因子KI呈线性关系。采用实验的方法分析了连杆裂断所需的裂断力及连杆的裂断质量。研究结果表明,连杆裂断时,所需的裂断力为32.75 kN,连杆裂断质量良好。数值分析与裂断实验数据对比结果显示,数值分析误差为11.4%,数值分析结果良好,可为液压系统参数的确定提供理论依据。     

国内可锻铸铁连杆的研制开发

可锻铸铁连杆技术国外只有日本、美国等国家能生产应用 ,而国内目前仅处于试制开发阶段。以 Chero-kee发动机可锻铸铁连杆的研制开发为例 ,论述了可锻铸铁连杆技术在国内发动机行业的应用前景