基于多刚体离散元模型的柔顺机构动力分析新方法

柔顺机构是部分或者全部由其构件的预期弹性变形来传递运动和力,这使得构件的弹性变形一般都较大。它的分析一般属于几何非线性问题。基于弹性体的多刚体离散元模型,研究了柔顺段和柔顺机构的多刚体离散元建模方法,推导了柔顺机构系统的一般控制方程,该方程可以解决柔顺机构的特征频率和几何非线性变形问题。并给出了算例,计算结果表明多刚体离散元方法能较好解决柔顺机构的几何非线性静力学和动力学分析。     

机器人拉杆超静定吊装动力学问题研究

利用刚体动力学理论和线弹性体变形理论,研究了一种机器人采用多根拉杆吊装刚体的超静定结构动力学问题,在忽略拉杆惯性效应而仅仅考虑吊装刚体惯性效应的前提下列出了刚体运动满足的动力学方程组,利用材料力学给出了拉杆动变形,通过联立求解得到了拉杆动响应的精确解,并与忽略动力效应的超静定静力问题的解做了比较分析,说明了吊装刚体惯性效应对拉杆动态应力和变形的影响。文中分析方法和结论对于机器人拉杆吊装系统等类似结构的强度设计和优化设计具有一定的理论参考意义,对于检验数值算法的精度也具有重要参考价值。     

有限刚体元方法在微扑翼飞行器翅翼动力分析中的应用

仿生微扑翼飞行器的翅翼具有较大的柔性,并有较大的变形。寻求一种翅翼动力分析的方便、有效的方法是翅翼机构设计和分析的关键问题之一。将有限刚体元(Rigid Finite Element)方法应用于翅翼的动力分析,包括一般有限刚体元方法和改进的有限刚体元方法。研究表明,当翅翼的分段数目达到一定数目的时候,有限刚体元方法的计算结果与采用有限元方法的计算结果相差不大,而前者具有简单、方便、省时的优点。     

界面元法及其应用

界面元法在分析交界面相邻块体的变形特征时,不需增加任何形式的夹层单元就可有效模拟块体的不连续变形。基于虚功原理,推导出各向同性材料的界面应力公式和本构关系,编制相应的界面元计算程序,并以均质悬臂梁为例,将数值分析结果与理论值进行对比,比较结果验证了界面元法求解工程问题的有效性和可行性。     

机械端面密封主要参数的计算（三）：性能参数（续）与计算示例

机械端面密封主要参数的计算（三）──性能参数（续）与计算示例石油大学（华东）顾永泉２．２摩擦系数─—流体摩擦系数人与接触摩擦系数人机械密封热量、传热、热变形、功耗和冲洗量的计算均需知道摩擦系数。要正确选用摩擦副的摩擦系数，除了模拟试验和材料试验外，还...     

DPE在中国建贸易公司

杜邦高性能弹性体（DPE）公司在中国开为了一个新业务实体——杜邦高性能弹性体贸易（上海）有限公司。2005年，DPE在上海成立了上海研发中心后又建立了这一新实体。     

轮齿变形的激光测试与分析

首次尝试以ＪＱＳ—７００型大能量双脉冲激光全息散斑干涉仪（以下简称脉冲激光器），选择几种不同载荷和多个不同啮合位置对轮齿变形进行测量。该方法测量精度高、测试范围广，对环境要求低，能直接用于生产现场，实现非接触无损测量。通过计算机图象处理技术对散斑底片进行分析，可以排除系统变形和刚体位移对轮齿变形的影响，保证测量结果准确可靠；将实测值与当前通用的理论计算值进行对比，基本吻合。     

4D打印液晶弹性体工艺及其性能研究

液晶弹性体(Liquid crystal elastomers,LCEs)因其大且可逆的变形、响应速率快、优异的力学性能、各向异性以及驱动条件简单灵活等特点,在智能构件制造领域被认为具有广泛的应用潜力.为了提升液晶弹性体的成形能力,丰富液晶弹性体的变形模式及其设计方法,提出了利用墨水直写打印工艺编程液晶弹性体复杂变形模式的方法.制备了最大变形率达51％的主链型液晶弹性体,研制适合打印工艺编程的气压挤出高温墨水直写打印设备,探索了墨水直写打印工艺对液晶弹性体性能的影响规律.发现打印速率对液晶弹性体的变形率具有显著影响,随着打印速率的增大,变形率从12％逐渐增大到最大变形率51.8％后不再变化.此外,打印温度可使液晶弹性体的变形率在38.3％～51％之间变化,紫外光照时间可使凝胶分数最高到62.2％,而打印与紫外光照的间隔时间对材料的变形率没有影响.最后通过打印速率编程液晶弹性体弯曲行为,实现了液晶弹性体变形模式和行为的精确控制,证明了墨水直写打印工艺编程液晶弹性体复杂变形模式方法的可行性.     

柔顺机构PRR伪刚体模型的研究

在已有伪刚体模型的基础上,将柔顺机构里大变形柔顺杆的轴向变形和横向变形的影响都考虑进去,增加伪刚体模型的自由度,提出一种具有两个转动副和一个移动副的多自由度伪刚体模型。该模型将4个不同长度的刚性杆件用一个拉压弹簧和两个不同刚度系数的扭转弹簧依次连接,进而建立柔顺机构中大变形柔顺杆的PRR伪刚体模型。模型的参数运用二维搜索和线性回归法求得。通过数值分析计算,将该伪刚体模型与1R、和PR伪刚体模型以及柔顺杆的末端轨迹进行分析对比,验证了PRR伪刚体模型能够更加精确地反映柔顺杆末端轨迹的变形特征。     

6自由度在刚体初始轨迹中的数值研究

采用6自由度方法对刚体的运动姿态进行了仿真研究，通过求解刚体的动力学方程和运动学方程确定刚体的质心位置。在分析研究传统求解刚体欧拉角缺点的基础上，采用全角度转换的四元数法求解欧拉角，解决了非全角度转换的四元数法在大攻角情况下转换不准确的问题。对6自由度方法进行了算例验证，结果表明该方法正确、实用，与已有的模型相比具有更好的工程应用价值。     

称重传感器弹性体的有限元分析

本文利用有限元法，通过对两种材料１００ｋｇ称重传感器弹性体的多次有限元计算、数据的分析和整理，给出了这种传感器弹性体的应力场分布状况和变形状态，并提出了作者的几点看法，供设计制造高可靠性传感器弹性体时参考。     

正面直接碰撞对承载式车身的影响

对车辆正面直接与同向运动的物体相撞（追尾）、与固定刚体发生直接碰撞和与相对运动的物体相撞（对撞）三种情况进行了受力分析，三种不同情况的正面直接碰撞引起车身变形和损伤程度不同。承载式车身结构特点在碰撞时及碰撞引起的振动大部分被车身构所吸收，但振动导致的“二次损坏”通常会影响承载式车身内部结构或车身的另外一侧。分别对正面直接碰撞时的三种情况对承载式车身的车身结构件、钣金件、车辆的许多机械总成和电子构件的变形和损伤程度进行了分析。     

曲轴离子渗氮工艺的改进

离子渗氮的温度可根据零件的材质、技术要求（包括：渗氮层硬度和深度、心部硬度、允许的变形量等）综合考虑进行选择。生产上常用的渗氮温度范围为450～650℃。对结构钢而言，渗氮温度低能得到较高的渗层硬度，保持较高的心部硬度，减小变形，但渗层较浅；若渗氮温度高，则心部强度降低，变形增大。保温时间的长短取决于零件的材料、渗氮层深度和渗氮温度。     

堆栈式DE作动器的流延工艺及其性能研究

随着机器人技术的发展,能与自然交互、自主适应复杂动态环境并协同作业的共融机器人在高端制造、医疗康复、国防安全等领域将会发挥巨大的作用。在共融机器人运动执行机构的研究中,基于介电弹性体(DE)的作动器表现出很好的环境适应性和机电性能。为了进一步研究介电弹性体作动器,将弹性体电极引入介电弹性体作动器中,通过流延工艺逐层堆积电极层和作动器层,实现了多层DE作动器的一体化制造。在光学显微镜下观察到,基于该工艺制备而成的堆栈式DE作动器各层的厚度一致性好,且与设计尺寸间的误差较小。作动器在静态电压及动态扫频电压下的响应结果显示,该工艺制备而成的作动器具有较好的变形性能,且变形性能一致性较好。经过一年的使用后,作动器的性能衰减不明显,该作动器的这一特点适用于机器人等需要长期服役装备的使用需求。     

一种新型液体润滑系统的结构设计与性能仿真

针对空间环境中微重力条件下的液体润滑系统,基于谐波原理提出一种新型润滑油供应方式。该供油方式通过弹性体变形和质点振动将储油腔内的润滑油供应到摩擦表面,实现了不需要油泵驱动供应润滑油的目的。建立弹性体的径向弯曲变形模型和弹性体质点振动模型,利用有限元软件计算并分析弹性体变形和质点振动,研究弹性体壁厚和连通油孔直径及油孔倾斜角等结构参数对润滑油供应的影响。计算结果表明:改变弹性体厚度和连通油孔直径,系统的供油性能发生变化;在工作载荷作用下弹性体产生径向弯曲变形和弹性体质点沿径向的振动,从而使储油腔内的润滑油供应到摩擦表面,验证了所设计润滑系统供油原理的可行性。     

考虑圆盘宽度影响的悬臂转子动力学

在通常的转子动力学有限元分析中，在考虑圆盘单元时，常把它近似看作没有轴向宽度的质量和转动惯量元。对于某些具有宽圆盘（如离心机转鼓）的悬臂转子，这种近似会引起较大的计算误差。本文采用刚体动力学理论，重新推导了圆盘单元的有限元矩阵，使其适用于精确地分析离心转子的动力学特性。     

机械臂挠性的一种模拟方法

采用有限段刚体对挠性进行离弹性小变形情况下，应用广义欧拉角描述臂的弯曲和扭转变形，用线位移描述剪切和纵向变形，这种描述通过建立在各段质心的附体坐标系的空间关系来实现。利用Ｋａｎｅ方法分析模拟系统的动力学特性进而建立梁式构件的多刚体模拟系统的动力学方程。采用Ｃ语言编制计算机程序，在微分方程组的求解中，应用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ积分程序，计算了梁式构件的人武部动态历程。以欧拉梁为例验证了该模拟方法     

线接触弹流问题弹性变形方程的数字信号解法

根据数字信号系统的分析方法,提出了与弹性体受力变形对应的信号系统模型,在时域和频域内对该系统加以描述。利用信号分析的快速傅里叶变换及其卷积性质,实现了线接触弹流问题弹性变形方程的快速计算,其计算工作量为O（Nlog2N）。对Hertz压力分布接触区弹性变形的计算表明,弹性变形方程数字信号解法的精度与变形矩阵法相当,而计算量及存储空间的开销则大大低于变形矩阵法。因而,弹性变形方程的数字信号解法在弹流计算中具有实用价值。     

聚氨酯弹性体软管—工业软管的一颗新星

聚氨酯弹性体软管──工业软管的一颗新星山东宁津县塑料厂聚氨脂弹性体软管，由于其优异的性能和广泛的用途，已引起越来越多的工程技术人员的重视和青睐，已在液压、气动、输油和润滑等领域充分显示其优越特性。在工业用软管家族中已成为一颗特别明亮的新星。１　国外聚...     

陀螺体动力学的四元数分析法

本文以四元数作为陀螺体的主刚体的定位参数，并以主刚体上转子的相对转角作为其转子的相对定位参数，导出了陀螺体对其质心的动量矩的矩阵表达式，在此基础上，利用动量矩定理进一步推导出了四元数形式的陀螺体动力学方程组。