基于刚柔耦合的轨道车辆转向架构架疲劳分析

对某型地铁车辆转向架构架在运行使用过程中局部区域出现裂纹的问题,首先,基于固定界面模态综合法,通过构架主自由度缩减得到了该型构架柔性体模型,从而建立该型地铁车辆刚柔耦合多体动力学模型;然后,结合一种基于柔性体计算结构动应力的方法,探讨该型构架的动应力响应,得到该型构架的振动特性;最后,采用准静态应力叠加法对构架电机吊座结构进行了疲劳寿命预测。仿真结果与该型构架实际出现疲劳破坏的位置吻合,从而验证了基于刚柔耦合模型对构架进行疲劳分析方法的正确性。结果表明,利用这种方法可以在构架前期开发阶段为其疲劳寿命预测提供理论依据。     

基于刚柔耦合动力学的高速列车转向架构架振动疲劳研究

构建了考虑转向架构架高频柔性的刚柔耦合动力学模型,结合模态应力恢复方法实现了考虑轨道激励的转向架构架动应力求解。基于该模型,提出一种基于典型服役模式扫频激励的转向架构架动态薄弱位置识别方法,研究了转向架构架薄弱位置动应力在典型服役工况下的应力特征和各特征工况损伤;最后,结合京广线路分布特征,研究了转向架构架薄弱位置的损伤。结果表明：基于典型服役模式扫频激励识别的结构动态薄弱位置,能够包含传统准静态方法识别的静态薄弱位置,同时可以识别薄弱位置的敏感频带;曲线半径对转向架关键位置损伤具有显著影响,随着曲线半径的减小损伤显著增大;考虑京广线曲线和直线分布特征,计算得到的转向架构架关键位置损伤满足1200万公里设计寿命的要求。     

基于动应力的地铁构架疲劳损伤与疲劳寿命计算

作为轨道车辆走行部的极关键结构,转向架构架的服役安全性受到极大重视与关注。以新设计的地铁车辆动车转向架样本构架为研究对象,基于其在位使用状态下的动应力进行疲劳损伤与疲劳寿命研究。结合车辆运行状态数据,研究构架关键部位的损伤分布特征,分析构架疲劳损伤快速累积的原因。针对样本构架关键部位：计算其裂纹萌生寿命;基于雨流计数后的应力幅子样完成应力幅分布核密度估计;建立裂纹扩展模型,采用蒙特卡洛法与反函数法计算构架关键部位不同运行里程下的累积失效概率。结果表明,构架累积失效概率随运行里程增加而快速增加,裂纹萌生后对应于97.5%可靠度的运营里程为3万km;构架疲劳寿命为裂纹萌生寿命与扩展寿命之和,97.5%可靠度下为48.39万km。研究结果为进一步提升构架抗疲劳设计、优化转向架检修周期提供研究基础。     

基于运用条件和频域特征的动车组转向架构架疲劳损伤规律研究

转向架作为动车组车辆的关键部件,担负着承载与走行等多种任务,传递不同形式的动态载荷,有必要对其疲劳问题进行研究。以某型城际车动车和拖车转向架构架为研究对象,在对构架疲劳关键点动应力进行线路实测基础上,依据速度、航向角以及部分线路参数,提取到直线、不同半径曲线、启动牵引、混合制动以及低速过站等不同工况下各测点的动应力数据,分析和比较各测点在不同运用条件下的疲劳损伤特点。通过时-频变换方法,得到不同速度下动车和拖车各主要测点动应力幅频特征,进而分析各测点动应力峰值频率所对应的系统固有频率和外界激励频率,探讨不同频率成分的动应力对各关键点损伤的贡献情况。研究发现,相同速度和曲线半径下,多数动车疲劳关键点的等效应力大于拖车。在车辆接近停止时,抗蛇行减振器座和横侧梁连接处的动应力会存在一个大幅值循环,这与车体惯性力对抗蛇行减振器的作用有关。中低速过道岔时,各测点的动应力变化范围均有一定程度的增大,以横侧梁连接处和抗蛇行减振器座处变化最为明显,其他疲劳关键位置的动应力变化相对较小。达到相同损伤占比时,绝大多数动车构架测点的动应力频带比同速度下拖车构架更宽。     

基于刚柔耦合的前移式叉车门架系统动应力分析

为了得到某型号前移式叉车工作时门架系统的应力响应,考虑叉车工作过程中的特性,基于多体动力学方法,建立门架系统的刚柔耦合模型,并在虚拟样机中进行整合,得到前移式叉车整车耦合模型。在此基础上,研究叉车的前移和路面激励对叉车门架系统应力响应的影响,并与静力学分析的结果进行比较,同时也验证了模型的正确性。结果表明,叉车刚柔耦合模型更加符合工程实际,路面激励对门架的应力响应影响较大。     

基于刚柔耦合狂呼回转臂有限元分析及疲劳寿命计算

疲劳破坏作为一种常见的失效形式,直接关系到游乐设施的使用寿命和乘客的人身安全。基于ANSYS Workbench软件平台,以狂呼回转臂为研究对象,进行刚柔耦合瞬态动力学仿真分析,获取回转臂在整个运行周期内应力云图和时间历程曲线,并依据行业规范对回转臂进行应力安全性评价和疲劳寿命计算。结果表明:狂呼回转臂满足强度和疲劳寿命要求,其计算方法和结果为游乐设施设计计算提供参考,对其寿命评估具有理论指导意义。     

基于线路试验的转向架构架疲劳可靠性分析

为提升转向架构架疲劳可靠性分析的准确性,预防等效应力和疲劳强度随时间变化导致的疲劳失效,提出一种基于等效时变动态应力-强度干涉模型的疲劳可靠性分析方法。对预评估转向架构架进行线路试验跟踪测试,采用双参数雨流计数法对实测随机应力-时间历程进行处理,建立用于疲劳可靠性分析的应力谱,并根据Miner法则和疲劳损伤等效原则获得对称循环等效应力。结合连续时间模型和伊藤引理,构建等效应力和疲劳强度的一维布朗运动方程,并以疲劳强度大于等效应力为可靠性判据,提出转向架构架的等效时变动态应力-强度干涉模型,分析构架服役寿命与疲劳可靠度的关系。以某型号转向架构架横梁与吊座连接处为对象,基于实测线路试验数据,验证方法的有效性。结果表明：转向架构架服役1200万公里的疲劳可靠度为74.46%,较传统方法偏于安全。由于考虑了等效应力和疲劳强度的时变性与动态性,使得分析结果更加准确,可为焊接结构的疲劳可靠性评估与结构优化提供参考。     

关节机械手的刚柔耦合分析

针对关节机械手工作时手爪的受力情况进行研究,结合多柔体系统动力学方法,建立了基于刚柔耦合的关节机械手的虚拟样机,进行关节机械手的动态特性仿真与评价。导出手爪的受力曲线,通过对曲线的分析,验证仿真结果的正确性。最后将手爪柔性体的载荷文件导入到ANSYS中进行有限元分析,判断手爪在工作中所受的最大等效应力,并提出对关键部位材料的改进,为工程应用提供了很好的理论依据。     

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。     

基于ADAMS刚柔耦合模型的塔式起重机起重臂疲劳寿命分析

为了确保塔式起重机的施工安全,延长塔式起重机的使用寿命,对塔式起重机起重臂的疲劳寿命进行了评估研究.首先,以某型号塔式起重机为研究对象,利用SolidWorks进行了三维建模,分析了该塔式起重机的典型工况,采用基于Workbench的塔式起重机静力学分析结果,确定了塔式起重机的应力最大位置;然后,用ANSYS APDL...     

柔性多体动力学在工程机械设计中的应用研究

将刚柔耦合多体机械系统动力学建模方法应用于工程机械的动力学建模，获得了一组依赖于广义坐标的微分／代数方程组，此即为多体机械系统动力学模型。求解该方程组，可获得机械系统的运动学参量；再引入有限单元网格划分，通过形函数可建立系统运动学参量与系统结构应变之间的关系；该应变关系可用来计算系统结构的动应力和疲劳寿命。文中给出了实现以上思想的基本程序框图，编制了程序ＤＡＭＳＩ，并以门座式起重机为实例，说明了本文提出的方法的可行性。     

基于Simcenter3D的舱门刚柔耦合动力学仿真分析

采用NX Simcenter3D软件建立舱门刚柔耦合动力学模型,得到各构件的运动数据及路径,并与实物模型对比调试,以保证该设计方案的可行性及安全性能.解得每一运动副各时刻所传递的力与转矩,确保舱门开启时所用手柄力矩大小及移动轨迹满足舱门使用需求.对舱门结构关键部位建立柔性体,创建动态耦合模型,对薄弱部位进行仿真分析、计算刚度与强度校核,为舱门机构的改进设计提供依据.     

基于Simcenter3D的舱门刚柔耦合动力学仿真分析

采用NX Simcenter3D软件建立舱门刚柔耦合动力学模型,得到各构件的运动数据及路径,并与实物模型对比调试,以保证该设计方案的可行性及安全性能.解得每一运动副各时刻所传递的力与转矩,确保舱门开启时所用手柄力矩大小及移动轨迹满足舱门使用需求.对舱门结构关键部位建立柔性体,创建动态耦合模型,对薄弱部位进行仿真分析、计算刚度与强度校核,为舱门机构的改进设计提供依据.     

冗余度柔性机器人协调操作刚性负载的动力学模型及仿真

冗余度柔性机器人协调操作系统集合了冗余度机器人、柔性机器人和协调操作机器人的优点 ,具有广泛的应用前景。本文研究了冗余度柔性机器人协调操作动力学 ,给出了两 4R冗余度柔性机器人协调操作一刚性负载的动力学模型 ,并进行了仿真分析。仿真结果表明 ,该模型是可行的。     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究。首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角。结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据。     

基于整车刚-柔耦合多体动力学模型的车架动态应力分析

以60 t交流电传动铰接式自卸车车架为研究对象,根据拓扑原理作出整车的结构拓扑图。在此基础上,先建立整车多刚体系统动力学模型,然后建立考虑车架弹性变形的铰接车刚-柔耦合多体动力学模型,并对其进行仿真分析。提取车架关键位置的动态应力-时间历程曲线,验证设计的安全性,并为下一步铰接式自卸车的设计改进和车架的疲劳寿命预测分析提供重要参考依据。     

2-PRR并联机构刚柔动力学仿真分析

用三维软件对2-PRR并联机构进行了设计及建模,在ANSYS中对连杆构件用柔性化处理替换了原来的刚性体,通过计算分析了其动力学模态特性。在ADAMS中对2-PRR并联机构进行了运动学和动力学仿真,验证了该机构的正、逆解,并得到了驱动滑块上的驱动力矩变化特性曲线。研究结论为并联机构在雕铣机床和平面抓取机器人中的设计和选用提供了理论依据。所研究的2-PRR并联机构已经在平面雕铣、机器人平面抓取、农业采摘等装备上得到应用。并联机构的动力学分析(正、逆两类问题)是并联机构在机器人、机床动力分析、整机动态设计、动力学尺度综合、控制器参数整定和伺服电机选配的理论基础。     

轧机传动系统关键零部件疲劳仿真方法研究

轧机传动系统的是轧机的重要组件,其强度直接影响到轧机的正常运行。针对轧机传动系统疲劳损伤问题,分析了载荷谱构成,认为载荷来源主要是轧制冲击载荷与扭振载荷;讨论了轧机多工况处理方法,提出了一种基于多体动力学仿真提取载荷放大系数(TAF),利用Matlab软件编制扭振载荷谱及仿真疲劳载荷谱的一般流程;以某钢铁集团现役轧机为例,基于Fatigue Porcess进行疲劳仿真分析,结果证明了该方法的可行性,为轧机传动系统关键零部件或相似机械产品的疲劳损伤位置和疲劳寿命的预测提供了参考。     

基于柔性多体动力学的混凝土泵车臂架仿真分析

通过UG建立某混凝土泵车臂架系统实体模型,结合有限元分析软件ANSYS对各节臂架进行模态分析,并将模态分析结果保存为模态中性文件,导入运动学动力学分析软件ADAMS,建立泵车臂架系统刚柔混合模型,对其运动模型进行分析;将刚柔混合模型仿真结果与刚体模型仿真结果进行对比,表明刚性臂架系统与刚柔混合模型臂架系统的仿真有明显不同,臂架系统柔性化的的仿真结果更加接近实际。