含间隙运动副的汽车转向机构碰撞接触分析

借助多体动力学分析软件ADAMS建立了含有转向机构间隙影响的某矿用汽车仿真模型,分析研究了含运动副间隙的转向机构在转向过程中的碰撞接触特性,即横拉杆与转向梯形臂之间的运动副间隙及转向梯形臂和悬架之间的运动副间隙的碰撞接触特性.前者的运动副间隙采用空间圆柱铰模型,后者的运动副间隙采用平面圆柱铰模型.此外,还分析了运动副摩擦力对碰撞接触力的影响.研究结果为汽车转向机构动力学特性分析提供了参考.     

含间隙转动副冗余约束机构的动力学特性

运动副间隙将引起机构运动精度降低,产生振动与噪声,甚至导致机构失效。基于单个平面间隙全文的存在将导致系统增加两个自由度,对含间隙冗余约束平行四边形机构实际自由度进行分析,采用间隙铰接触碰撞模型和拉格朗日方法建立该机构动力学模型,分析了间隙值和间隙位置对机构动力学特性的影响规律。结果表明,随着转动副间隙值的增加,机构运动精度降低,同时平衡力矩的冲击特征减弱;不同位置的转动副两元素接触频率存在差异,因此间隙位置对机构振动存在影响。通过研究含间隙转动副冗余约束机构动力学特性,可以为机构运动副元素尺寸设计及加工过程提供理论指导。     

考虑双间隙曲柄滑块机构动力学建模与分析

以曲柄滑块机构为例,考虑机构两处旋转副间隙,引入平面多体系统中转动副间隙描述的数学模型,采用修正混合非线性弹簧阻尼接触碰撞力模型分析运动副元素的碰撞特性,采用牛顿-欧拉法建立了曲柄滑块机构的运动学和动力学模型,使用数值仿真和ADAMS仿真分析对比其仿真结果,验证所建立模型的正确性,得出运动副间隙对机构动力学特性的影响特点。     

含间隙卫星天线双轴机构动态磨损特性研究

卫星天线双轴驱动机构是天线系统实现精确定位的关键组件,磨损间隙是影响天线指向精度及寿命的主要因素.采用非线性弹簧阻尼模型建立了间隙处的接触碰撞模型,同时采用Coulomb摩擦模型考虑运动副间隙处的摩擦作用,进而建立了含间隙双轴机构的动力学模型,对其进行动力学仿真,提取出接触碰撞时的动力学参数,基于Archard's摩损模型计算运动副间隙的动态磨损量,从而得到间隙运动副的动态磨损特性,为进一步研究非规则时变间隙对卫星天线系统动态性能的影响提供基础.     

多间隙运动副平面连杆机构动态特性研究

采用非线性弹簧力和非线性阻尼描述含间隙运动副元素的碰撞接触过程，以此为基础建立了多间隙运动副平面连杆机构动力学模型；通过数值仿真研究了多间隙运动副对平面连杆机构动态特性的影响，进而讨论了在高速机构设计中应采取的设计方法；并首次指出了高速运转条件下，运动副元素由于弹性变形而存在的连续变形接触现象和多间隙运动副之间的相互影响特性。     

考虑关节间隙的五杆机构动力学建模

利用含间隙关节元素之间的几何关系建立了该机构的间隙模型,写出了该机构的位置方程并对其进行了运动学分析,采用连续接触碰撞力模型描述了该机构间隙副的法向接触力,并以修正的Coulomb摩擦力模型建立了该机构的间隙副的切向接触力,利用第二类拉格朗日方程建立了该机构含间隙副的完整动力学模型,并结合ADAMS动力学仿真软件分析了运动副间隙对该机构动态特性的影响。为该机构的间隙补偿与控制策略提供了理论依据。     

含间隙S副机构的动力学研究

首先分析了含间隙Ｓ副副元素的接触状态和接触条件,建立了含间隙Ｓ副的一般力学模型。然后导出了Ｓ副存在间隙时的ＲＳＣＲ机构的动力学运动微分方程,对Ｓ副副元素的接触碰撞特性及其对机构动态特性的影响进行了研究,得出了一些有益的结论,并为Ｓ副的简化模型提供了理论依据。     

非线性接触模型在多间隙机构混沌分析中的应用

分析了含间隙运动副副元素的碰撞分离过程,指出线性弹簧阻尼模型不能满足接触边界条件并产生力突变;采用符合接触边界条件的非线性弹簧阻尼模型描述碰撞分离过程,并通过实例分析了模型积分求解方法;建立了多间隙曲柄摇杆机构的动力学模型,对含间隙机构的非线性特性进行了分析和讨论,说明多间隙机构动力学行为中存在混沌现象。     

含多间隙副特高压断路器传动机构动力学特性研究

为研究间隙对特高压断路器传动机构动力学特性的影响,利用非线性弹簧-阻尼模型模拟了接触碰撞中的法向力,利用修正的库仑摩擦力模型模拟了接触碰撞中的切向力,建立了该机构含多间隙副的多体动力学模型。运用多体系统动力学软件ADAMS,在特定工况下对传动机构的合闸过程进行了动力学仿真分析。仿真结果表明,运动副间隙对传动机构位移影响较小,但对速度和加速度影响较大,且随着间隙增大,这种影响越显著,机构的运动稳定性越差。     

含间隙隔膜泵曲柄滑块机构动力学研究

采用二状态模型,考虑了运动副元素接触表面的线弹性变形和阻尼,建立了含间隙隔膜泵曲柄滑块机构的动力学模型,并调用Matlab中的ode45对动力学模型进行数值仿真,得出运动副间隙对机构动态特性的影响,指出由于存在间隙,运动副元件在初始阶段会产生猛烈的冲击和碰撞.     

面向虚拟样机的机构间隙旋转铰建模与动力学仿真

含间隙机构的运动/动力学仿真必须考虑间隙及其影响因素对机构动态特性的影响.针对大型重载机构虚拟样机中的间隙旋转铰,建立考虑铰接处两相对运动构件制造和装配误差的旋转铰间隙变化模型.基于间隙矢量模型,描述间隙铰处两构件间的相对运动学关系和基于非线性碰撞接触模式的动力学约束关系.该模型改善了一般虚拟样机仿真软件对间隙铰建模不考虑制造和装配误差的不足,可以提高虚拟样机仿真的可靠性、真实性.对一汽轮机阀门机构进行仿真计算,分析铰间隙、制造和装配误差等因素对机构动力学特性的影响.     

含间隙平面连杆机构动态特性研究

采用非线性弹簧接触力和非线性阻尼描述了含间隙运动副副元素的碰撞接触过程,以此为基础建立了含间隙平面连杆机的动力学模型,通过大量的数值仿真,研究了运动副间隙对机构动态特性的影响及副元素的相对运动过程。首次指出了高速运转条件下,运动副副元素由于弹性变形而出现的连续变形接触现象。     

考虑运动副冲击影响的铰链四杆机构动力学分析

采用分离－碰撞－接触模型建立含间隙机构的运动微分方程,考虑机构驱动装置的机构特性,在注解过程中根据运动副反力为零等条件判断运动副元素间是否发生分离和碰撞,提出了运动副元素发生分离和碰撞的模式假设,进行考虑运动副冲击的影响对机械进行动力学分析。研究结果表明,所提出的模式假设是合理的,在求解运动微分方程过程中考虑运动副冲击影响的算法是可行的。     

弹性连杆机构冲击副润滑特性研究

弹性机构铰接副处过大间隙的存在将严重地影响了机器的动态性能。正因如此 ,采用间隙机构中常用的牛顿二阶段运动模型 ,引入两套广义坐标 ,对含间隙弹性平面连杆机构的副间分离与碰撞过程建立比较简洁易懂且全面反映间隙铰动态特性的动力学模型 ,计入了刚弹耦合作用及间隙对杆件弹性变形的影响 ,并考虑曲柄非匀速运转情况 ,利用该模型 ,引入挤压油膜阻尼器被动控制技术 ,通过算例 ,对比分析了理想铰、间隙铰、挤压油膜铰对弹性机构的动态特性的影响。分析结果表明 ,挤压油膜阻尼器被动控制间隙机构是可行的。因此 ,为含间隙机构未来领域的研究提供了一个新思路。     

含间隙柔性曲柄摇杆机构动力学分析

基于ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical system)的仿真软件平台,采用冲击函理论模拟间隙接触的碰撞,研究含间隙运动副柔性曲柄摇杆机构的动力学行为.轴与轴套间旋转间隙铰有三种运动状态,自由运动、碰撞和连续接触.文中主要对比刚性连杆和柔性连杆对机构运动性能的影响,考虑柔性时,应用Ansys软件取连杆的前三阶模态生成中性文件导入ADAMS进行仿真.结果显示,柔性杆对运动副接触的碰撞力有缓冲作用,同时与理想运动副状态十分接近.     

基于ADAMS的含间隙柔性酒瓶装箱机构的优化设计与动力学仿真

基于ADAMS仿真软件平台,对酒瓶装箱机构进行了建模仿真,并以抓头加速度最小为目标函数对机构进行了结构优化。基于间隙矢量模型,考虑运动副间隙和杆件柔性的影响对酒瓶装箱机构重建模型,并基于非线性碰撞接触力模型建立了构件接触处的碰撞接触力与位移关系,得到了运动副间隙和杆件柔性对机构运动特性及动力学特性的影响规律。结果表明:当同时考虑运动副间隙和连杆柔性时,柔性杆对轴销和轴套的碰撞有一定的缓冲作用,从一定程度上消减了运动副间隙对目标点运动特性的不利影响。     

考虑间隙的混合驱动五杆机构混沌行为研究

以Dubowsky等提出的碰撞铰模型为基础,对五杆机构含间隙运动副输出特性进行模拟。根据动量矩原理,建立了含间隙的平面五杆机构动力学模型。利用Matlab提供的ode45算法对非线性动力学模型进行计算,采用Poincare映射的方法研究了含间隙机构动力学行为,发现间隙是影响Poincare映射形态的主要因素。     

考虑磨损含间隙曲柄滑块机构的动态特性研究

为得到准确的含间隙铰接机构的接触碰撞模型,在ADAMS中建立含间隙的曲柄滑块机构,以含间隙曲柄滑块机构运动副为对象分析其在考虑磨损情况下的动态特性。以接触一碰撞模型为基础,采用非线性等效弹簧阻尼模型,将用MATLAB处理过的数据和磨损函数嵌入到ADAMS模型中进行动力学仿真,并将得到的动态特性曲线进行分析。结果表明：磨损对间隙运动副的速度、加速度、接触碰撞力和力矩有很大的影响,同时,此种建模方法对建立准确的含间隙机构的模型有很大的参考意义。     

含球面副间隙的空间并联机构动力学特性分析

为了掌握含间隙4-UPS-RPU并联机构的动力学特性,建立了含球面副间隙空间并联机构的刚体动力学模型,实现了机构的动力学分析。首先假定并联机构的驱动支链与动平台相连的球面副元素之间存在间隙,基于"接触—分离"二状态模型,建立了球面副间隙的运动学模型;然后基于Lankarani-Nikravesh接触力模型和修正的库伦摩擦力模型,利用拉格朗日方程建立了考虑球面副间隙的4-UPS-RPU并联机构的刚体动力学模型;利用数值仿真方法分析了考虑球面副间隙并联机构的动力学特性。研究结果表明,球面副间隙对机构动平台质心点的加速度和碰撞力有较大影响,而且球面副间隙值越大,对机构动态特性的影响越明显。本研究为预测球面副对机构动力学行为的影响,掌握含间隙并联机构的实际动力学行为以及间隙补偿控制提供了理论依据。     

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著,因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此,将转向梯形机构简化为一个连杆机构,并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型,基于该摆振模型,应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素,在摆振系统建模过程中应予以充分考虑;随着运动副间隙增大,转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态,造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。