含冲击多体系统刚柔耦合虚拟样机参数修正方法

本文简要阐述了虚拟样机技术的概念及应用,分析了复杂多体系统仿真过程中存在的准确性问题。应用多体动力学软件Virtual Lab建立含冲击复杂多体系统的刚柔耦合虚拟样机模型,结合试验数据评估虚拟样机仿真的准确性。采用灵敏度方法和摄动法修正一些关键的系统参数,使散布度的仿真结果和试验结果有更好的一致性,提高了虚拟样机模型的真实度     

某中型履带式挖掘机越障动力学建模与分析

建立履带式挖掘机的11自由度简化力学模型,利用拉格朗日法进行数学建模。确定挖掘机越障过程中所受到的激励,求解系统在不同激励输入形式下的动态响应。结合虚拟样机技术,完成履带式挖掘机在只有路面障碍激励下的虚拟样机动力学仿真,将简化力学模型数值求解结果与虚拟样机动力学仿真结果相互对比。结果表明:两种分析方法得到的动力学响应结果均符合预期分析;两种方法分析结果基本吻合,实现了两种模型的相互校验,说明所提出的动力学建模与分析方法的正确性,可为履带式挖掘机越障动态特性研究提供借鉴与参考。     

旋转机械主被动混合隔振虚拟样机技术及实验研究

提出一种旋转机械主被动混合隔振虚拟样机方法,并通过实验对虚拟样机仿真结果进行验证。首先对柴油发电机组电磁-气囊主被动混合隔振系统进行建模,然后对电磁作动器进行理论分析与实验,得到电磁作动器输出力特性。通过利用多刚体动力学软件ADAMS与MATLAB/SIMULINK联合,搭建柴油发电机组主被动混合隔振虚拟样机系统,对虚拟样机进行了冲击摇摆的计算,并进行控制算法与主被动混合隔振研究,同时搭建了物理样机实验平台并对仿真结果进行实验验证。结果表明:主被动混合隔振虚拟样机所得结果与实验结果相吻合,可以作为主被动混合隔振系统研制的重要依据。     

未知系统周期激励源分离方法的有效性分析

建立了履带式挖掘机的11自由度简化力学模型,利用拉格朗日法完成了数学建模。确定了挖掘机越障过程中所受到的激励,求解了系统在不同激励输入形式下的动态响应。结合虚拟样机技术,完成了履带式挖掘机在只有路面障碍激励下的虚拟样机动力学仿真,将简化力学模型数值求解结果与虚拟样机动力学仿真结果相互对比。结果表明：两种分析方法得到的动力学响应结果均符合预期分析;两种方法分析结果基本吻合,实现了两种模型的相互校验,说明了所提出的动力学建模与分析方法的正确性,可为履带式挖掘机越障动态特性研究提供借鉴与参考。     

大规模接触转台系统动力学建模与仿真

在分析了大型柔性转台研制难点的基础上,提出了采用多柔体动力学方法进行大型柔性转台系统的建模与仿真.在解决柔性轴承大规模接触问题建模的前提下,建立了某柔性转台系统的多柔体虚拟样机,基于该虚拟样机获得了转台撑腿、外环、钢珠的位移和应力随时间、空间的变化特性.最后基于多体动力学的仿真分析结果完成了整个转台系统的疲劳寿命仿真分析.本文所建立的大型柔性转台的虚拟样机为其正式产品的工程设计验证提供了有力的技术手段.     

基于虚拟样机技术的动力稳定车新型稳定装置研究

运用虚拟样机技术,结合刚柔耦合多体动力学,针对稳定车稳定装置开发新型的激振结构,利用ADAMS软件建立了新型稳定装置的虚拟样机,根据现行稳定车工作参数标准在其有效工作范围内各取三组激振频率和垂直静压力对装置工作进行仿真,并从激振频率与激振力两方面对新结构的动力学响应进行分析,并与列车真实运行情况和现行机构工作参数进行了对比评价,总结了不同激振频率和垂直静压力对新型稳定车稳定装置的激振力的影响。同时针对新结构的工作特点,提取了关键部件的实时仿真载荷谱,运用扩展有限元法对其进行有限元分析,仿真结果与后期进行的样机试验一致,其虚拟仿真结果的可信性为进一步开发改进提供了有效的动力学参数依据。     

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真分析

虚拟样机技术的应用为解决液压挖掘机的设计开发提供了方法和手段。但目前由于条件受到限制,还是较少单位会对样机进行运动学仿真分析,这就大大降低了设计方案的可行性。本文用Pro-E对液压挖掘机进行了三维建模,并进行了虚拟装配,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。最后,通过在动力学仿真软件ADAMS中建立了挖掘机工作装置的虚拟样机系统,完成了模型的前处理工作,并校验了模型的正确性。     

基于虚拟样机技术的电梯动态设计与优化

为优化电梯动力学参数以提高电梯的乘坐舒适性,论文运用SolidWorks和ADAMS联合建立电梯的虚拟样机模型,给定约束和驱动,对虚拟样机进行动态仿真和分析.通过对电梯振动信号频域分析和多体动力学系统固有频率分析后,对电梯动力学参数进行优化.仿真结果表明,优化后电梯各项动态特性指标较优化前均有很大的改善,为改进电梯性能提供了设计依据.     

基于虚拟样机技术月球机器人运动仿真

采用“虚拟样机”技术,建立一个集三维实体设计,动力学建模,控制,可视化仿真于一体的虚拟月面计算机仿真环境,对月球机器人的静力学,运动学以及动力学进行仿真研究,为月球机器人结构参数,动力学参数及控制算法的优化提供了设计参数和验证场所。     

基于虚拟样机技术的曲轴多体动力学仿真

基于虚拟样机技术和柔性多体动力学理论,综合运用三维建模,有限元分析以及多体动力学仿真等技术,建立包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的整个曲轴系统的虚拟样机模型,通过进行曲轴系统在发动机真实工况下的柔性多体动力学仿真计算,得到了各构件之间相互作用力,继而得到曲轴在一个工作循环周期内的实时动力学响应,为曲轴的优化设计奠定了基础.     

基于虚拟样机的火炮系统建模与仿真分析

根据地火炮的主要部件的连接关系，在分析了火炮拓扑结构的基础上，讨论了火炮各体的自由度。介绍了机械系统动力学仿真分析系统ADAMS，首次将其应用引入到武器装备研究领域，简述了Kane方法建模的步骤。结合Fortran语言编程，在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机，虚拟样机仿真和Kane方法对比结果说明了虚拟样机建立的可信性。最后，研究了驻锄刚度对火炮振动性能的影响，并展望了虚拟样机的应用前景。     

基于ADAMS的连杆机构多体动力学仿真研究

以柔性连杆为研究对象,应用多体系统动力学对曲柄-滑块机构进行了仿真研究。基于ADAMS建立了机构的虚拟样机模型,利用动力学仿真得到高速、重载下连杆柔性对系统性能的影响;通过连杆的振动模态分析了系统性能变化的机理,并用有限元法对连杆的动应力分布进行了计算和分析,使得在结构设计阶段就可以预估机构的疲劳寿命,实现了机构的虚拟样机设计。     

基于虚拟样机的摩托赛车发动机动力学性能仿真技术

基于虚拟样机的机械动力学性能仿真技术是现代机械设计与制造的重要核心技术之一.介绍了利用PTC公司的Pro/E与Pro/MECHANICA软件,能够模拟机器实际工作状态时的运动和动力学特征的摩托赛车发动机虚拟样机的几何及物理建模的方法.介绍了应用有限元法,可使该虚拟样机输出模拟工作状态时所产生的动力学特性,如时变动反力,整机与其零部件的模态特性,振动大小等例子.该方法的优点是以动态的、直观的方法使设计人员了解整机与其零部件的动态特性,并及时发现问题与薄弱环节,改善设计,以确保整机良好的动态特性.还特别介绍了该方法在作者建立的摩托赛车发动机虚拟样机系统等方面的应用.该摩托赛车发动机虚拟样机系统可以进行发动机机构的运动、动力学仿真,可以获得活塞、曲轴上受到的时历动态变载荷.该虚拟样机系统不仅可以对活塞、曲轴与连杆等零件进行考虑到气缸爆炸力、热、惯性力藕合作用时的精确应力应变仿真、还可以对曲轴进行考虑到气缸爆炸力、惯性力作用下的时历响应与频域响应振动仿真.本仿真系统阐明了发动机曲轴振动产生的机理,并提出了降低振动的曲轴设计新方法.应用了该法后,使某新型曲轴的轴径减小了5 mm,并成功通过试车阶段.     

少齿差行星减速器振动特性仿真与实验研究

对某少齿差行星减速器建立耦合多体动力学虚拟样机模型,利用动态关联法对虚拟样机模型进行验证其准确性;分析减速器在多种工况下等效应力及振动响应,测试减速器振动特性。结果表明,转速提高对减速器等效应力影响不大,但偏心轴的偏心运动越明显,加大对轮齿啮合冲击,使减速器振动加剧、冲击幅值增大。仿真分析结果与实验结果基本吻合。     

超高速电梯系统动态仿真分析

电梯的振动是影响舒适性的最主要因素,针对4.0 m/s 超高速电梯系统,以轿厢-轿架-导轨-钢丝绳耦合系统为研究对象,建立垂直系统振动动力学模型,结合机械系统动力学自动分析虚拟样机技术,通过建立钢丝绳动力学模型、添加导轨与导靴之间的接触力、水平振动激励及垂直振动激励,建立电梯整机虚拟样机模型,设定约束与驱动,进行动态特性仿真分析。仿真结果表明,电梯垂直振动加速度、水平振动加速度等性能指标满足要求,为超高速电梯的开发提供了设计依据。     

基于多目标的IHI摆式飞剪虚拟样机优化

为解决多目标IHI摆式飞剪结构参数的优化,依据机构的基本参数,在ADAMS动力学分析软件中建立IHI摆式飞剪机构的数字化虚拟样机,仿真得到了上、下剪刃的动力学变化规律及其超前滞后特性.针对原设计中速度超前和滞后的问题,结合IHI摆式飞剪的组成原理建立了虚拟样机的多目标优化函数和约束条件.利用INSIGHT模块对数字化虚拟样机进行了优化分析.优化后的结构在一定程度上改善了原设计中的超前和滞后问题,更利于剪切和满足工艺需求.基于多目标的虚拟样机的优化分析,对于IHI摆式飞剪的结构参数设计及后期改造具有实际的指导意义.     

水下分散自重构系统虚拟原型

开发了水下分散自重构系统的虚拟原型,从模块、拓扑和构形三个层次对水下分散自重构系统进行了描述,实现了对其运动和自重构过程的动力学仿真,并通过3D方式实时显示仿真与分析结果。利用该虚拟原型分析了系统的多种步态和自重构过程,说明虚拟原型可以为系统自重构策略提供直观可信的设计和测试手段。相对于实物样机,虚拟原型也具有低成本和易扩展的特点。     

椭圆齿轮-槽轮组合机构的虚拟样机设计及仿真分析

目的建立椭圆齿轮-槽轮组合机构的虚拟样机,并对其运动学与动力学特性进行仿真分析。方法在Matlab中利用齿廓包络原理,计算得到椭圆齿轮齿面数据,将数据导入SolidWorks中建立椭圆齿轮三维模型,并利用Adams软件建立椭圆齿轮-槽轮组合机构的虚拟样机,最后将理论计算与仿真结果进行对比分析。结果仿真结果中的角速度与理论值基本一致,角加速度在理论值上下波动,总体来看理论分析是合理的。结论改进槽轮机构角加速度最大值比原机构减小了42.10%,最大应力降低了38.52%,证明椭圆齿轮-槽轮组合机构应用于高速运转情况是可行的。     

采用虚拟样机技术的凸轮活塞发动机关键部件的设计

凸轮活塞发动机结构紧凑,体积小,功率大,适宜用作热动力推进主机.对活塞的往复运动规律进行了研究,提出了最佳的设计方案.运用SolidWorks进行了发动机部件的装配体设计,提高了设计质量.将模型导入动力学仿真软件ADAMS,对模型施加力和约束,根据虚拟样机.建立了系统动力学求解方程并进行了动力学仿真分析.     

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。