平面四索驱动并联机构的零点标定方法

针对一种2自由度的平面四索驱动并联机构的零点标定问题,提出了一种基于非线性最小二乘法的标定数据处理方法。首先,由运动学逆解模型建立四索驱动并联机构的零点误差模型,然后通过最小二乘法对标定数据进行处理,并给出了具体应用实例。实验结果表明,该方法收敛速度快,在误差允许的范围内能够高精度地辨识出动平台的零点位置,进而为系统的实际控制和软件回零奠定了基础。     

航空发动机模拟机匣混合仿真与振动特性分析

为实现高效率、高精度的航空发动机模拟机匣的动力学建模和振动特性分析,利用LMS Virtual Lab混合仿真软件,建立了基于试验模型与有限元模型的模拟机匣混合模型。在此基础上,进行了基于混合模型的模拟机匣模态计算与分析。为了验证使用混合模型进行模拟机匣振动特性分析的准确性,对模拟机匣进行了模态试验。将混合模型计算结果和模拟机匣的模态试验结果进行对比。结果表明除振型一致外,各阶模态频率接近,误差不超过1.5%。由此说明建立的模拟机匣混合模型能较好地反映实际结构的振动特性。基于LMS Virtual Lab的混合仿真方法可靠、有效,可用于工程上大型复杂结构振动特性的计算与分析。     

汽车排气系统振动模态分析与悬挂位置优化

排气系统的振动通过吊耳传递到整个车身,进而引起整车的噪声与振动。为了减小这一影响,利用Hypermesh和Ansys软件对某型号汽车的排气系统进行有限元建模与振动模态分析。运用平均驱动自由度位移(average drive degree of freedom displacement,ADDOFD)法对排气系统的悬挂位置进行优化。试验首先将理论模态分析的结果与模态测试的结果进行对比,验证有限元模型的合理性;然后利用ADDOFD法进行悬挂位置优化,绘制ADDOFD曲线,获得3个最佳悬挂点,从而验证了该方法在单消声器排气系统上应用的有效性。     

2(3PUS+S)型并联机构驱动部件振动响应特性分析

本文以一种2(3PUS+S)并联机构模拟人工髋关节摩擦磨损试验为背景,针对目前机构驱动部件振动响应特性分析需要大量理论公式推导的问题,提出了一种驱动部件振动响应特性分析的方法。该方法主要以软件操作为主,简单易懂、测试精度高。本文抓住驱动部件的主体部分——滚珠丝杠副,使用SolidWorks对滚珠丝杠副进行三维建模,将模型导入Adams软件中,进行动力学分析,得到单个滚珠的撞击力曲线图;然后利用Workbench进行模态分析得到系统的固有频率和振型;最后,基于瞬态动力学理论,利用Workbench软件结合滚珠和滚道的撞击力以及系统的固有频率和振型,进行振动响应分析,得到了螺母的加速度振动响应曲线,结果表明：螺母加速度振动响应的振幅和测点位置有关。通过振动响应的分析,可以验证设备可靠性,也为以后的结构参数优化设计提供理论依据。     

3D打印机结构谐响应分析及结构优化

使用有限元分析法,对某并联臂3D打印机作了模态分析及谐响应分析,以期实现该打印机在车载振动条件下打印的机械误差小于0.005mm的目标。根据模态分析及谐响应分析的结果,对该并联臂机构进行了结构优化假设,通过单因子方差分析方法,结合工程实际应用和经济性的考虑,最终确定了该并联臂机构的优化方案。     

2(3PUS+S)并联机构驱动部件振动模型分析

为了改善一种新型的2(3PUS+S)并联机构的驱动部件对整个并联机构运动稳定性的影响,对该并联机构的驱动部件振动模型进行了深入的分析。先通过混合法建立驱动部件的轴向振动模型和扭转振动模型,再通过拉格朗日方程法得到扭转和轴向振动模型的固有频率和振型,然后将数据导入MATLAB软件中进行编程计算、数值模拟仿真。结果表明:轴向振动固有频率随着滑块的位置升高而减少,对于扭转振动固有频率,低阶固有频率随着滑块的位置升高而增加,高阶固有频率则呈现和轴向振动固有频率相似的规律。可见通过对驱动部件振动模型的分析,对提高整个并联机构运动稳定性具有指导性意义。     

射电望远镜馈源支撑系统的振动特性

我国正在建造世界上最大的单一口径射电望远镜,其馈源支撑系统采用刚柔串联的两级并联机构实现精调定位。该文针对Stewart并联机构运动时反作用力会引起索并联机构振动的特点,对馈源支撑系统的振动特性进行分析。将6根绳索简化成6个弹簧阻尼器,利用Newton-Euler方法建立系统完整的动力学模型,推导出系统的状态方程,提出了数值求解方法,并利用Adams仿真进行了验证。数值方法分析结果表明:Stewart动平台上负载质量逐渐增加时,索平台的振动增大,响应变慢,绳索拉力的峰-峰值与负载质量大致呈线性变化。     

一种新型柔索驱动并联机器人的模型样机

提出一种新型并联机器人机构,利用张紧柔索驱动该并联机器人·通过运动学和动力学分析、工作空间分析、轨迹规划、误差分析,设计并制作了模型样机本体、驱动与控制模块,开发了机器人语言,控制模型样机完成指定动作·实验结果表明,这种新型并联机器人是可行的,适用于轻型机床等设备·该机器人在某一速度范围内工作时,会产生较明显的振动,并伴有噪声,因此要提高机器人的性能还必须设法抑制其振动     

一类二自由度并联机器人的动力学分析

为了准确评价机构动态性能,以模态试验为主要内容,采用LMS动态分析系统时并联机器人进行了动力学试验.通过简化模型的模态分析,对样机进行直接的动态性能评估,获得该时变机构的模态参数变换规律.同时分析了该机构在典型位姿处的整体模型的模态,得到影响动平台精度的关键模态,确认了需要改进的结构参数.试验结果可用于改善机构的动力学性能.通过对比分析验证了本研究中提出的试验方法适用于时变模态的试验研究.     

某车型转向系统NVH性能分析与优化

针对某车型怠速时转向系统NVH性能存在的问题,采用仿真分析与实验测试相结合的方法,对汽车转向系统进行动力学特性分析. 建立转向系统的有限元模型并对其进行仿真分析,通过转向系统客观振动测试和模态测试,验证了有限元模型的正确性. 为了有效解决汽车怠速共振问题,基于有限元方法对转向系统进行尺寸优化,优化后系统NVH性能改善明显,达到了汽车舒适性的要求,验证了基于CAE仿真方法对转向系统振动特性优化的可行性.      

基于环境振动和贝叶斯定理的有限元模型 自动修正方法及应用

传统的有限元模型修正方法通常没有定量考虑测试误差和模型误差的不确定性对修正结果的影响,并且难以用于复杂结构.针对上述问题,提出了一种基于环境振动测试和商业软件交互访问的贝叶斯有限元模型修正方法.该方法以环境振动测试和快速贝叶斯方法识别所得模态参数为已知数据,基于贝叶斯定理得到修正参数的后验概率密度函数,利用单纯形法最小化修正参数的负对数似然函数,得到其最有可能值及后验变异系数,并通过SAP2000有限元模型和MATLAB修正程序的交互访问,实现复杂结构有限元模型参数的自动修正.对某两层大跨楼板结构进行了环境振动测试和模态参数识别,利用所提方法直接对混凝土楼板和钢梁的弹性模量进行修正,修正后的自振频率和振型与识别值吻合较好.     

无阀微泵压电特性分析及性能测试

提出了一种用于微量试剂分析的压电驱动微泵模型.该微泵模型采用压电阵子驱动、硅基泵体以及聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）封装而成.对压电阵子振动模态进行有限元分析,得出1~4阶模态及驱动频率,使微泵容积效率为最大的应为1阶模态.通过对微泵压电 应力耦合场进行数值分析,得出微泵最佳驱动频率范围应小于1 kHz.最后,采用微系统加工方法制作出微泵模型,并对其性能进行测试.结果表明：电压为100 V(p-p)的正弦波驱动下,频率为60和200 Hz时,微泵流量最大达到34.5 μL/min,而当频率在60~600 Hz时微泵压力最大达到657 Pa,与数值分析结果相吻合.     

考虑边界弹性约束刚度的拉索参数识别

提出了由拉索实测振动频率同时识别出拉索索力和抗弯刚度的模态参数识别法。首先,在考虑边界弹性约束刚度基础上研究了拉索索力、抗弯刚度和频率之间的关系。然后,根据振动模态特点,得到索的等效长度。进而以拉索索力和抗弯刚度为模态参数,采用最小二乘法对模态参数进行识别,保证理论模型和实测模型之间的总误差最小。最后,通过算例进行验证,表明使用模态参数识别法能够精确的识别出索力和抗弯刚度。     

基于层次分析法的排气系统悬挂点位置优化

提出一种基于层次分析法的排气系统悬挂点位置优化方法。以某桥车悬挂点位置为例,利用HYPERMESH建立排气系统的有限元模型。通过对排气系统进行数值模态分析和试验模态分析,验证有限元模型的准确性。首先通过层次分析法计算各阶模态振型的权重因子,然后用平均驱动自由度位移法(ADDOFD)对所有潜在悬挂点的各阶模态振型加权求和,重新选加权位移较小的位置作为排气系统的悬挂位置。为检验所设计悬挂位置的合理性,对该排气系统进行频率响应分析和约束模态分析;并进行实车验证。比较优化方案和初始方案,传递到车身的力明显下降,满足最大力小于10 N的要求;车内座椅导轨的振动也明显减小,证明优化后的悬挂点符合要求。     

一种超声蠕动微流体驱动模型的动力学研究

提出了基于超声行波和体积置换原理的超声蠕动微流体驱动模型.阐述了模型的驱动原理;利用有限元模型进行模态分析,预测了振动模态的谐振频率;通过瞬态动力学分析和谐响应分析观察腔体移动情况,得到了模型的幅频响应特性.为准确进行流体驱动效果分析,在模型内部填充流体介质进行声固耦合分析,得到了各个模态的振型和频率.通过对B(0,5)模态进行流固耦合分析,得到了模型内流体的运动情况,流体域的最大前向速度为15.5mm/s,最大体积流量为13.3ml/min.     

改进排气系统的某客车振动控制方法

通过对车内振动试验与分析表明排气系统是造成车内振动过大的主要原因.应用Hyperworks有限元分析软件,对排气系统作自由模态分析,利用平均驱动自由度位移(ADDOFD)法分析表明排气系统吊耳位置选择不合理.通过优化排气系统吊耳位置,从而减小排气系统振动对车内地板振动的影响.经过试验测试可知,车内振动过大的点基本消除,车内噪声值下降2 d B(A)左右.     

高速磨床主轴模态测试与分析研究

在MSC.PatranNastran软件平台上建立了CNC8312A高速凸轮轴磨床主轴在支承约束状态下的有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化并得到了主轴的最优结构模型,应用LMS振动及动态信号采集分析系统对优化前后的主轴进行了模态测试与分析.实验表明,测试得到的主轴动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的主轴动态特性是一致的,优化后的主轴1阶固有频率明显提高,利用有限元软件进行高速磨床主轴结构优化是可行的.     

缠绕式可重构柔索并联机器人驱动机构运动分析

针对混合驱动柔索并联机器人末端执行器工作空间受限的问题,以常速电机,伺服电机作为共同驱动机构,五连杆作为传动载体,将平面五连杆的优势和缠绕机构融合,构造出缠绕式的混合驱动五连杆装置。本文对混合驱动五连杆装置的运动学进行分析、建模,并且基于运动模型对其运动性能进行数值仿真。结果表明,缠绕式可重构机器人驱动机构结构合理,工作空间大,驱动控制性能较好。     

四缸柴油发动机机体有限元模态仿真及其测试

为了研究某四缸柴油发动机机体结构的动力学特性,建立了机体的三维有限元模型,运用ANSYS有限元软件对其进行了模态分析.为了验证有限元数值计算的合理性,根据实验模态分析理论,对自由状态下的发动机机体进行了模态测试.测试结果和有限元计算结果一致,说明计算方法正确、合理,所建有限元模型具有较高的精度,有效反映了机体的振动特性,该实验方法具有工程指导和应用价值.     

3PSS/S并联机构运动误差预估与补偿

预估机构误差并予以补偿是保障其运动精度的有效措施。以3PSS/S并联机构为研究对象,基于模糊神经网络建立并联机构综合误差预估模型,将并联机构误差值作为数据训练目标,实现误差值的预估。依据误差分析结果,采用粒子群算法优化驱动位移参数,补偿机构动平台姿态误差。结果表明,运用模糊神经网络算法预估3PSS/S并联机构运动误差并采用粒子群算法对误差进行补偿,可以提升3PSS/S并联机构的运动精度,补偿3PSS/S并联机构动平台的运动误差。