一种山地自行车后悬架机构优化分析

为了改进一种山地自行车后悬架设计以提高骑行舒适性,首先根据其后悬架类型建立四杆机构联接的后悬架机构简图,进而以后悬架的后轮瞬时位移量为核心进行机构结构性能分析,研究和比较不同部位对后悬架的特性的影响,经过分析了解到影响后悬架系统结构性能的设计参数:连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,从而以这些参数为设计变量,以实际后悬架空间结构和所受力添加限制约束条件,以座椅振动加速度为研究目标。在通过ADAMS进行三维模型的运动学分析,优化了后悬架系统结构参数,对山地自行车的设计具有可参考的理论意义和实用价值。     

多连杆悬架系统中铰接点载荷的计算方法

考虑衬套的六向非线性刚度,建立了汽车多连杆悬架系统的数学模型。基于悬架连杆和车轮托架等力-位移静平衡方程,给出了悬架各铰接点力的计算公式。以五连杆后悬架为例,利用未考虑衬套连接及同时考虑衬套线刚度和扭转刚度的两种模型,分别计算了各模型在汽车小载荷工况和大载荷工况下各铰接点的受力。计算结果表明,当悬架系统受到一些大载荷工况作用时,考虑衬套六向非线性刚度的模型能更准确地计算出各铰接点的力和力矩。因此,该方法可为五连杆后悬架铰接点载荷计算提供了一套准确的建模与计算方法,计算得到的载荷可用作悬架系统各元件的强度计算和疲劳试验中的载荷输入。     

轿车悬架空间五连杆机构的运动分析

对轿车悬架空间五连杆机构进行自由度计算；应用反解方程进行位置分析；应用影响系数法进行速度、加速度分析，并指出利用各连杆长度不变的条件是建立作空间运动的轮轴构件运动参数方程的关键；推导并得到，当已知轮轴构件广义速度和广义加速度的一个分量后，求解所有构件广义速度和广义加速度的公式。     

双平行四杆型远程运动中心机构的设计

双平行四杆型远程运动中心机构作为腕部结构广泛应用于微创手术辅助机器人中,可为手术工具提供一个相对固定的插入点。基于这个特点,通过型综合给出这类远程运动中心机构的10种可能构型。通过杆件的弯折可以合理地安排虚拟转动中心的位置,并为末端执行器和驱动电动机留出安装的空间。根据设计需求,使用6个参数完全确定机构连杆长度尺寸,并说明了这些参数的物理意义。分析受力和结构刚度用来决定杆件断面参数,使设计的机构体积小,重量轻。对整个机构进行驱动力矩估算以便选择合适的电动机,并指出对于一个双平行四杆型远程运动中心机构,可以使用一个配重使其平衡。最后给出应用实例说明了该机构的可行性和有效性。     

电动机减振器参数对弹性架悬机车动力学的影响

目前国内外高速机车驱动装置弹性架悬可分为摆杆位于非电动机侧和电动机侧两种结构,针对某2B0轴式高速电力机车,通过数值仿真分析电动机减振器参数对上述两种悬挂结构动力学性能的影响,并比较了两种驱动装置对应机车的动力学性能。结果表明:改变电动机减振器阻尼和电动机减振器距吊耳相对位置,机车非线性临界速度和轮轴横向力有大幅度变化,且存在合适的电动机减振器阻尼和相对位置,使机车兼顾较高的非线性临界速度和较低的轮轴横向力;综合两种驱动装置悬挂结构机车动力学性能结果,除非线性稳定性外,两车的直线运行性能和曲线通过性能差异均较小。故驱动装置摆杆位置的选择主要从结构空间尺寸的角度,同时要关注电动机减振器的参数优化。     

锚杆钻车举升机构铰点位置优化设计

为获得某型锚杆钻车的平行四连杆举升机构的前、后连杆举升合力的最小值,提高各铰点处的转动副零部件的寿命,对该举升机构进行了力学分析,确定了机构的关键参数,提出了优化设计的方法。在动力学分析软件中进行了参数化建模,在保证机构不自锁和满足举升行程的前提下,将各杆长度及油缸铰点位置定为设计变量,以前、后连杆举升合力最小为优化目标,对整机进行了优化分析。优化结果表明,当油缸铰点延长线接近平台重心点时,机构最优。优化结果通过了整机稳定性验证计算,结果表明正确可用。该方法适用于各类液压驱动的平行四连杆举升机构。     

上三角肘杆式主驱动机构的优化

针对伺服压力机主驱动机构的主要杆件对机构运动学和动力学特性的影响,提出一种优化结构的方法以提高机构的机械效益。基于压力机的主驱动机构的工作原理,建立压力机主驱动机构的上三角肘杆机构的ADAMS仿真模型。建立上三角肘杆机构的正运动学数学模型,同时运用MATLAB编写计算程序进行数值计算,得到上三角肘杆机构在不同杆长条件下输出端的运动变化特性曲线,验证连杆尺寸的设计具有合理性。进行上三角肘杆机构的动力学特性分析,得到各个铰节点的受力变化情况。建立机构的参数化优化模型,以机械效益最大为优化目标,计算获得优化后的杆长尺寸,并得到上三角肘杆式主驱动机构输出力的放大倍数提高了2.75倍。     

增力自锁型手动夹具的设计及力学分析

设计了一种能够自锁的手动夹具增力机构,利用典型的杠杆、铰杆和斜楔增力模块组合成杠杆-铰杆-斜楔式串联传动机构,通过长度和角度效应,实现了力的三级放大。介绍了该机构的组成及工作原理,按照力学模型推导出了增力系数和输出力的计算公式,分析了各工作参数对增力效果的影响。该机构具有绿色环保,结构简单、紧凑,增力系数大等优点。     

基于人体工程学的婴儿摇床六杆机构优化设计

基于人体工程学原理,设计了婴儿摇床六杆机构并综合运用Matlab及ADAMS软件实现六杆机构的联合优化设计。建立了六杆机构满足约束条件下求连杆最小长度的方程组,通过Matlab计算出连杆最小尺寸。对机构进行ADAMS参数化建模,设置连杆长度为变量,对机构进行运动学分析和动力学分析,并求出对应点的加速度曲线和连杆受力曲线。结合人体工程学数据,设计出连杆最佳长度、主动杆长度及曲柄转速。研究结论对提高婴儿床的使用功能与舒适性具有实际指导意义。     

负刚度结构的座椅悬架优化及隔振分析

为进一步提升车辆座椅悬架的隔振性能,利用连杆弹簧负刚度结构与正刚度弹性元件并联的方式,设计了 一种具有准零刚度的座椅悬架系统.基于多 目标参数协调优化原理,进行了结构参数优化,获得了使座椅悬架刚度动刚度趋于准零刚度的最佳值.通过对座椅悬架隔振系统的动力学响应分析,以及仿真实验,验证了座椅悬架隔振系统优化的有效性.研究结果表明,采用连杆弹簧负刚度结构的座椅悬架系统能有效提升座椅的隔振效果,并可降低系统本身的固有频率,实现低频和超低频隔振.     

Optimal Design and Dynamic Simulation of Mountain Bike with Rear Suspension

This paper investigates the dynamic design methodology of mountain bikes with rear suspension. Firstly, a multi-rigid body dynamic model of rider and mountain bike coupled system is constructed. The rider model includes 19 skeletons, 18 joints and 118 main muscles. Secondly, to validate the feasibility of the model, an experiment test is designed to reflect the real cycling status. Finally,aiming at enhancing the performance of the rider vibration comfort, the scale parameters of rear suspension are optimized with computer simulation and uniform design. The mathematical model in the vibration performance and the design variables is constructed with regression analysis. The result shows that when the length of side link is 90 mm, the length of connected rod is 336.115 1 mm and the included angle between absorber and side link is 60°, the mountain bike has better vibration comfort. This study and relevant conclusions are of practical importance to the design of the mountain bike's rear suspension system.     

双桥系统的推力杆平衡及弹性支撑的分析

首先介绍了重型汽车平衡悬架用推力杆的工作原理,建立了重型汽车平衡悬架用推力杆的简单受力模型。当中桥车轮受到冲击载荷跳起时,计算中桥和后桥上推力杆的轴向力并校核推力杆的强度。当只有后桥右车轮抬起时,计算后桥上推力杆的扭矩应力并校核其强度。然后,分别建立推力杆总成、壳体、连接杆和小轴的CATIA模型。接着,在以上分析计算结果的基础上,分别对它们进行ANSYS分析。     

扭转梁后悬架的强度分析

扭转梁后悬架作为车辆的一个重要的承载部件,受力较复杂。基于某轿车扭杆梁式后桥的实际结构,采用Hyperworks\abaqus对该后桥进行了有限元建模,按照整车在3种典型工况下的受力特征,对该后桥进行了强度分析计算与评价。     

基于典型工况的汽车后桥壳结构轻量化优化设计

基于典型工况下的后桥连接点载荷,运用惯性释放的方法对搭配多连杆悬架的后桥壳进行了轻量化设计。分析可知：单侧过深坑工况下的后桥壳应力最大;套管厚度和桥包厚度对最大应力有影响,而且随着两者厚度的变化,最大应力位置也会转移。优化后的桥壳比原桥壳减重11.6%,经过疲劳试验和耐久性路试验证,未出现耐久性问题,满足设计要求。     

平面四杆机构曲线动态数值图谱的简易实现

用几何直接求解四杆机构的主要运动参数 ,结合位置解法求解连杆上点的坐标值 ,用Math CAD软件实现连杆曲线的动态数值图谱。并把该方法用于四杆机构性能分析 ,以便于结合图谱法与数值法的优势进行连杆机构的设计     

齿轮四杆机构连杆轨迹的尺度综合研究

建立了带有预定时标齿轮四杆机构连杆轨迹的数学模型，导出了计算机构实际尺寸和安装位置尺寸的数学公式，提出了通过对连架杆摆角算子进行快速Fourier变换（简称FFT），建立其数值图谱库，经过模糊识别进行连杆轨迹尺度综合的方法；最后给出了齿轮四杆机构连杆轨迹尺度综合的算例。     

平面四杆机构刚体导引综合的小波特征参数法

针对傅里叶级数理论不能进行非整周期刚体导引综合的问题,提出了基于Haar小波级数的解决方法,将早期提出的解决平面四杆机构轨迹综合问题的方法扩展到平面四杆机构的刚体导引综合中。通过对刚体转角和其对应基本尺寸型的连杆转角小波系数进行分析,发现了二者的内在联系。在此基础上建立了101 408组基本尺寸型的平面四杆机构刚体导引输出特征参数数据库。将位置输出问题转化为平面四杆机构轨迹综合问题,并给出了计算平面四杆机构实际尺寸和机构安装位置参数的理论公式。利用建立的数据库和理论公式,实现了平面四杆机构非整周期刚体导引综合。以生产线上的输送工件的铰链四杆机构为例,证明了本文方法的有效性和可行性。     

随机载荷下矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析

矿用自卸车行驶路况非常恶劣,为研究国产首台SF33900型矿用自卸车后桥壳的疲劳寿命,建立后桥壳有限元分析模型,将载荷峰值作用下的仿真应力结果与试验结果进行对比分析,得出两者数值比较接近,从而验证了该模型具有一定的准确性。将动力学分析结果作为后桥壳疲劳寿命分析的随机载荷谱,得出水平路面普通工况下的疲劳寿命分布云图,其最小寿命满足工程要求。为研究载荷变化对后桥壳疲劳寿命的灵敏性,对比分析三处载荷变化对后桥壳疲劳寿命的影响程度,得出后横拉杆和悬架下支点位置受力变化对后桥壳疲劳寿命影响较大。另外,还考虑载荷频率变化对后桥壳疲劳寿命的影响,结果表明,载荷频率变化比幅值变化更能影响疲劳寿命。     

车辆筒式减振器活塞杆侧向摩擦现象试验分析

根据车辆筒式减振器实际情况建模，得出减振器在车轮平面和车轴平面内的受力表达式，并结合试验数据和实际参数对后悬架进行受力分析。从试验和系统动力学角度分析减振器出现倾向摩擦现象的原因。道路不平、车速较高和装配不当造成冲击过大，使后减振器活塞杆承受突加弯曲，是导致减振器活塞杆侧向摩擦的主要原因。     

一类连杆机械手指屈伸动作的基本关系

对一种刚性连杆机械手指的运动学条件进行了分析。该机构由一个曲柄连杆机构和两个四连杆机构构成推导出了该手指实现屈伸动作时各执行机构几何参数之间应满足的数学关系式,为今后设计此类机械手指提供理论依据。