冲击压路机减振系统的参数化仿真研究

 为了减小冲击压路机作业时引起的冲击与振动,仿真研究了减振系统参数对作用于牵引车的冲击载荷的影响特性．通过分析冲击压路机的结构和作业特点,建立了减振系统的动力学方程．在UG软件中建立整机的实体模型,然后将其导入多体动力学仿真软件ADAMS中,建立包含轮胎与地面的动力学模型,在典型工况下仿真了整机的动力学特性,将仿真结果与试验数据对比,验证了模型的正确性．通过参数化设计研究方法将模型参数化,仿真分析了减振系统的刚度、阻尼参数变动时牵引载荷的变化,获得了参数影响的灵敏度曲线和载荷曲线,给出了参数值的合理范围．结果表明,系统的第1级阻尼和第2级刚度对牵引载荷的影响较大,整机仿真模型能够模拟冲击压路机的实际工况,为工程优化提供参考．     

功率分流式风电机增速箱振动特性分析

运用多体动力学方法对新型功率分流式大功率风电机增速箱进行刚柔耦合多体动力学建模,对双行星齿轮系统的功率分流式大功率增速箱刚柔耦合模态特性、谐响应和稳态响应特性进行研究,结果表明:通过对新型增速箱传动系统建立刚柔耦合多体动力学模型可以对其动力学特性进行准确模拟;通过模态分析获得增速箱工作转速范围内的主要耦合振型及共振频率;通过谐响应分析获得工作转速范围内各级齿轮啮合激励对不同耦合模态振幅的贡献度及主要振动部件的共振形式;对增速机在额定工况下的稳态响应分析可进一步获得主要激励频率和来源及主要部位的振动幅值,仿真结果与测试结果一致。     

RV减速器振动特性分析

为了研究RV减速器的振动特性,建立了RV-20E型RV减速器的刚柔耦合动力学虚拟样机模型,利用灰色关联度分析了样机的准确性。之后通过模态分析,分析了RV减速器的整机模态频率、振型等。进一步使用有限元方法对RV减速器进行了瞬态动力学分析,得到了不同工况下的仿真信号,并与试验测得的不同转速、负载下RV减速器的加速度振动信号进行对比,仿真分析结果与试验结果吻合度较高。分析结果表明负载对RV减速器振动的影响较小,而转速对于RV减速器的振动有明显影响。     

基于刚柔耦合建模的齿轮箱动力学仿真与实验研究

运用LMS Virtual.Lab建立了齿轮传动系统多刚体模型,通过仿真计算获得了齿轮副的时变啮合刚度,并与运用有限元法仿真计算得到的齿轮副时变啮合刚度进行了对比。考虑齿轮箱体柔性化,通过对刚柔耦合模型进行动力学仿真分析,在获取箱体Craig-Bampton模态的基础上,建立了箱体-轴承-齿轮耦合动力学模型。计算获取了齿轮副动态啮合力、齿轮箱体表面振动响应云图以及关键点的振动加速度、速度和位移,并开展了台架试验和验证分析。结果表明,运用刚柔耦合法仿真得到的齿轮啮合力以及齿轮箱体动态响应,其能量主要集中在齿轮啮合频率及其倍频处,运用刚柔耦合法仿真结果与实验结果在振动加速度以及振动位移方面有良好的一致性,验证了齿轮系统刚柔耦合模型的正确性。     

基于虚拟样机的某车载转管机枪在不同激励下振动特性研究

为研究某型车载转管机枪在外部激励作用下的振动特性,利用虚拟样机技术对该武器系统进行强迫振动分析。分析该型机枪系统拓扑结构及所受载荷,利用ADAMS软件建立车载转管机枪的刚柔耦合模型及武器振动方程,用所建立虚拟样机模型对车载状态下转管机枪的振动特性进行仿真测试,主要研究路面激励与车辆行驶速度激励,获得机枪系统在不同激励下的振动。计算结果为车载机枪试验与进一步参数匹配优化及提高机枪射击精度奠定基础。     

兆瓦级齿轮箱振动试验与动力学仿真对比研究

对某型兆瓦级风力发电机齿轮箱进行车间振动试验,获得该型齿轮箱在试验室环境下的振动特性;利用多体动力学软件建立该型齿轮箱的详细动力学模型,并模拟试验工况进行动力学仿真分析。通过对比振动试验与动力学仿真的结果表明,动力学仿真能很好地模拟齿轮箱的振动特性,可进一步用于振动故障机理及弹性支撑选型的研究。     

垂直热发射过程弹架耦合作用研究

研究裸弹垂直热发射过程系统的动态响应及其对导弹运动的影响。对车载导弹发射系统进行了简化和等效建模,进行了导弹起飞过程的理论分析,基于动力学和有限元软件建立了系统刚柔耦合多体动力学模型,对发射过程展开了动力学仿真与分析,并进行了多刚体与刚柔耦合两类模型计算结果对比。数值模拟结果表明,导弹起飞过程与发射车的耦合作用明显,系统振动对导弹起飞姿态产生影响,发射车振动衰减特性良好,柔性发射台模型能够较好反映发射过程系统动态响应以及弹架耦合特性。     

基于等效简化模型的柔性吊装多体系统动力响应分析

针对大型吊装多体系统在回转作业时的刚柔耦合动力学行为,开展了简化模型构建和动态响应分析。利用等效弹簧质量阻尼系统描述吊臂臂头弹性振动,利用空间悬吊系统模拟吊物空间摆动;以浮动坐标系对系统各部件开展运动学描述,基于拉格朗日方程,采用递推列式推导并建立了吊装多体系统的等效简化分析模型,并给出相应数值计算方法。针对某大型轮式起重机开展了仿真分析,通过与实测数据对比分析表明,简化模型能较好地评价柔性吊装多体系统的非线性动力学行为;对柔性臂架振动频谱分析表明,在轻载长绳状态下,吊臂振动幅值受吊物偏摆激励和自身惯性激励的共同影响,但在重载短绳状态下,响应幅值主要取决于吊物偏摆激励,且系统刚柔耦合效应明显增强。     

液压模块挂车刚柔耦合动态响应特性及摆臂疲劳分析

为了研究重型液压模块挂车动态响应特性及其摆臂疲劳强度的问题,基于有限元分析方法与刚柔多体动力学理论,建立挂车刚柔耦合多体动力学模型,以路面不平度作为仿真的激励信号,结合振动试验验证模型的准确性。对挂车在不同的运行工况下,进行动态响应仿真分析。将多体动力学仿真结果作为有限元分析的动载荷,计算获得疲劳分析所需要的应力时间历程,运用局部应力应变法对摆臂进行疲劳寿命预测。计算结果表明,摆臂应力集中部位出现在已发生断裂的断面位置及应力水平已进入塑性状态。挂车在B级、C级与D级路面下的运行,危险点的疲劳寿命均大于挂车使用年限。而在正弦形凹凸路面冲击下,危险点的疲劳寿命随正弦形幅值与车速增加而明显减短。根据仿真计算结果,可提出适用的运行工况以提高挂车运行安全性与运输效率。     

转管机枪铰接缓冲式驻锄应用及动态特性分析

以某型转管机枪为研究对象,以提高机枪射击精度为目标,设计三脚架后部的支撑连杆,并运用铰接缓冲式驻锄结构。通过建立机枪有限元模型分析计算其固有特性;建立机枪系统刚柔耦合多体动力学模型,获得机枪射击时枪身与枪架固定位置及枪口响应特性曲线。分析仿真结果并与原结构对比表明,改进枪架与驻锄结构后能有效降低枪口左右、上下方向振动,有利于机枪射击精度提高。     

风力发电机偏航驱动器振动优化方法

针对某2 MW直驱型风力发电机偏航驱动器在特定工况下运行时的振动问题，基于多体动力学理论建立偏航驱动器传动系统的多体耦合仿真模型，并计算偏航驱动器高速轴在特定工况下运行时的振动响应；根据偏航驱动器传动链在动平衡条件下的多体系统模态参数，对高速级齿轮副参数进行修正以调节激励频率范围，从而精确规避传动链在特定工况下的潜在共振风险，使传动链振动响应能够被有效控制。研究结论对优化偏航驱动器的振动特性研究有指导意义。     

曲柄群驱动机构刚柔耦合的动平衡研究

针对曲柄群驱动机构运转过程存在较大振动和噪音的问题,根据平面连杆机构动平衡理论中质量矩替代法和动量矩替代法推导出曲柄群驱动机构的动平衡条件.利用ADAMS软件建立刚性体六曲柄群驱动机构的动力学模型,并对比分析模型配重前后各曲柄固定转动副处的受载曲线,基于刚性体虚拟样机模型仿真结果得到机构刚柔耦合虚拟样机动平衡模型.该刚柔耦合模型仿真结果说明六曲柄群驱动机构摆动力和摆动力矩均得到了较好的平衡,揭示了只靠施加配重质量的曲柄群驱动机构并不能实现理想的动平衡效果.这种刚柔耦合的动平衡方法为进一步研究曲柄群驱动机构的动力学特性提供了新的思路.     

机载多管火箭系统振动特性研究

多管火箭系统振动特性是科学评价机载多管火箭系统动态性能和提高密集度的重要依据。应用多体系统传递矩阵法,建立了某机载多管火箭武器系统动力学模型,从理论、计算、试验三方面研究了机载多管火箭系统的振动特性。建立了某机载多管火箭武器系统固有振动特性数值计算和试验测试方法,实现了对机载多管火箭刚柔耦合多体系统不同装载情况下固有振动特性的快速计算,数值计算结果得到了模态试验的验证。建立的机载多管火箭武器系统振动特性计算方法具有无需建立系统总体动力学方程、涉及系统矩阵阶次、计算速度快等优点。     

重载轮胎面内欧拉梁模型及耦合振动特性研究

针对重载子午轮胎扁平比接近1的结构特点,考虑柔性胎体与胎侧的耦合特性,建立面内刚柔耦合轮胎模型,并开展模态试验和振动响应分析。考虑胎体的弯曲效应,将胎侧等效为具有集中质量的分段弹簧,建立柔性胎体与胎侧的耦合的重载轮胎面内解析模型;开展重载轮胎面内胎体与胎侧耦合的试验模态测试与分析方法研究,获取重载轮胎面内柔性胎体与胎侧耦合的各阶固有频率,并利用重载轮胎试验和解析模态参数,采用遗传算法对轮胎的结构参数进行辨识;利用有限差分法,推导基于轮胎几何、结构参数的三参数的解析等效刚度参数,建立有限自由度的重载轮胎面内刚柔耦合模型,并开展重载轮胎面内耦合模态和振动特性研究和试验验证。理论分析与试验结果表明:(1)基于胎体与胎侧耦合的模态分析方法可表征重载轮胎300Hz内的振动;(2)基于欧拉梁和有限差分法的重载轮胎刚柔耦合模型可准确表征柔性胎体和胎侧的耦合振动特征;(3)重载轮胎刚柔耦合模型能在离散自由度为80的条件下实现较高的模态预测精度,预测误差保持在5%以内;(4)Newmark-β数值算法和刚柔耦合轮胎模型能够实现轮胎面内时域振动响应的准确模拟。     

旋叶式压缩机多刚柔耦合建模与叶片动态接触激励分析EI北大核心CSCD

为揭示圆弧-简谐曲线组合型旋叶式压缩机叶片与缸体、转子间的动态接触激励机理,基于刚柔耦合理论,建立压缩机柔性叶片、刚性转子与缸体多刚柔耦合动力学模型。将基元腔压力测试数据以无质量块形式耦合至柔性叶片、背压腔压力施加于叶片背部作为力学边界条件,研究旋叶式压缩机多刚柔耦合动力学特性;而后,基于等距曲线包络原理建立压缩机叶片-缸体型线运动学解析模型,得到叶片位移/速度解析值,与刚柔耦合分析值对比,验证刚柔耦合模型的合理性;进而,研究转速、背压等工况参数和叶片结构参数对动态接触力的影响规律。研究表明:旋叶式压缩机叶片运动位移、速度解析值与仿真值规律吻合较为良好,验证了旋叶式压缩机刚柔耦合建模与约束关系的合理性;为降低摩擦损耗,应对压缩机背压腔压力进行合理的动态控制。叶片动态接触激励力可为后续旋叶式压缩机振动噪声预估与控制提供力学边界数据。     

弹性车轮地铁车辆过曲线性能分析

为研究弹性车轮地铁车辆曲线通过性能的影响,建立刚柔耦合地铁车辆系统动力学模型。以实验测得橡胶径向和轴向刚度,求得弹性模量,通过有限元模态分析,在软件UM中建立考虑弹性车轮为柔性和考虑标准车轮为柔性的刚柔耦合地铁车辆模型。研究弹性车轮柔性对地铁车辆动态曲线通过的安全性及平稳性,对比分析不同工况下考虑弹性车轮结构柔性的刚柔耦合地铁车辆模型和考虑标准车轮结构柔性的刚柔耦合地铁车辆模型动态曲线通过时的动力学响应。通过对脱轨系数、轮轴横向力、轮轨接触角、车体横向振动加速度、车体垂向振动加速度、垂向平稳性、横向平稳性和轴箱横向振动加速度对比分析,得出结论如下：弹性车轮地铁车辆模型的脱轨系数、轮轴横向力、轮轨接触角、轴箱横向振动加速度、车体垂向振动加速度和垂向平稳性较标准柔性车轮均有不同程度的降低。弹性车轮地铁车辆模型的轮重减载率、车体横向振动加速度和横向平稳性较标准柔性车轮均有不同程度的微幅上升。     

精梳机主轴箱系统振动分析与控制

针对精梳机工作时振动问题,建立其钳板轴系统刚-柔耦合动力学模型及中间轴系统动平衡优化模型,进行运动学和动力学仿真,根据对精梳机的动态测试及仿真分析结果,找到精梳机振动的主要原因,并在此基础上提出结构改进方案,降低整机振动.     

加速工况下传动系统扭转振动分析

传动系统对整车振动和噪声有着重要的影响。作为一个复杂的多自由系统,包括齿轮啮合刚度的非线性和传动轴、半轴等柔性体。首先根据齿轮啮合传动的动力学模型,基于Hertz碰撞理论建立了变速器5档传动齿轮的啮合刚度分析模型;然后建立了车辆传动系统的多体动力学模型,包括变速器齿轮、传动轴、差速器、半轴和轮胎结构,分析得到系统固有特性;融合基于Hertz碰撞理论的变速器传动模型和基于多体动力学的刚柔动力学模型,对加速工况的强迫扭转振动进行了仿真与分析,对比了含非线性齿轮传动的刚体模型及刚柔结合模型的分析结果,最后通过实车进行了验证。     

纵轴式掘进机振动特性研究

为研究纵轴式掘进机截割煤岩时的振动特性,对掘进机振动源进行分析,发现截齿在截割过程中受到的非线性瞬时冲击是造成掘进机振动的主要扰动源,通过建立复杂煤岩条件下截齿的力学模型,利用MATLAB编制了计算截割头瞬时载荷的模拟程序,模拟出横摆工况下截割头受到的冲击载荷,将其导入在协同仿真环境下建立的纵轴式掘进机刚柔耦合振动模型中,对其进行受迫振动分析,识别出系统的主要模态参数以及容易被激发的振型;分析其动态响应特性,确定了对整机振动影响较大的频率;同时对回转台进行谐响应分析,找出其薄弱环节。分析结果对研究纵轴式掘进机的振动特性和耐冲击、抗振能力的提高具有重要的参考价值。     

刚柔耦合齿轮三维接触动力学建模与振动分析

基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了刚柔耦合齿轮三维接触动力学模型和动力学分析新方法.考虑轮齿与轮体间的相对柔性变形,啮合齿对间球-面三维动态接触和齿轮几何参数等因素,通过离散齿廓渐开线获得了齿面的离散接触面,从而建立了齿轮啮合传动动力学模型.通过数值求解与仿真分析,研究了单侧齿面接触、双侧齿面接触和刚柔耦合特性对齿轮啮合传动特性的影响规律,获得了啮合轮齿全齿面接触冲击力,力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性.研究表明:新方法和动力学模型更真实地模拟了齿轮啮合传动的齿轮柔性变形和接触冲击等振动响应特性.该方法和数值计算结果为齿轮啮合传动和齿轮系统动力学研究提供了理论指导和参考数据.