油气弹簧自然对流热力学模型研究

针对油气弹簧工作时温度不断升高导致密封件损坏而发生泄漏的现象,提出了研究减振装置温升的重要性.建立了单气室油气弹簧的物理模型,分析了阻尼阀对油液节流的生热机理.运用能量守恒原理和范德瓦尔实际气体状态方程建立了油气弹簧自然对流时的热力学数学模型.推导了适合缸筒和活塞杆内外表面的对流换热系数表达式.通过仿真分析了油气弹簧在不同频率激励作用下油液温度的变化趋势,研究了缸体结构参数对温升的影响规律,提出了温度平衡点的概念,得出的结论可以作为油气弹簧的设计参考.     

工程车辆油气悬架非线性特性的建模与仿真研究

建立了某型工程车辆油气悬架的非线性数学模型，集中讨论了它的非线性刚度特性和非线性阻尼特性，特别在阻尼力建模过程中，根据实际节流孔道形状，应用海根一波斯勒公式，推导并建立了长通孔紊流的阻尼力模型，并对仿真结果进行了分析，验证了模型的有效性；此外，根据对油气悬架静刚度特性试验与仿真结果的对比分析，验证了所建立模型的正确性。在此基础上对油气悬架的多个物理参数，特别是初始充气压力变化对刚度的影响作了进一步的分析和讨论。     

油气悬挂缸数学模型及输出力特性仿真分析

以3303B型矿用自卸车的油气悬挂缸为研究对象，建立油气悬挂缸的数学模型，并对其进行了试验研究，通过将仿真结果与实验结果对比可以看出，所建立的模型准确可靠，可以用于该油气悬挂缸输出力特性的预测研究，故利用该模型对油气悬挂缸在不同温度、阻尼孔直径和初始充气压力时的输出力特性进行了研究，从结果可以看出，这三个参数的变化对油缸的输出力特性有很大的影响。     

油气弹簧主要参数对悬架系统性能的影响分析

建立了油气悬架系统两自由度1/4车辆模型的数学模型,基于数学模型,应用Matlab6.5/Simulink5.0建立了仿真模型。利用该仿真模型研究了油气弹簧主活塞直径、阻尼孔水力直径、单向阀水力直径以及平衡位置时副气室和蓄能器内气体体积与压力等主要参数的变化对平顺性、悬架动行程和轮胎接地性等悬架系统性能的影响,为油气弹簧主要参数的确定提供了理论依据。研究结果表明,油气弹簧主要参数的确定需要统筹考虑悬架系统的综合性能,在突出主要性能的同时要兼顾到其他性能。     

卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统计算机仿真

本文在建立仿真模型的基础上，通过大量的计算机仿真试验，对卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在不同测量噪声条件下的性能进行了评估。计算机的仿真结果表明，所设计的辅助导航算法满足实际应用要求     

飞翼无人机着陆滑跑建模和控制仿真研究

根据无人机在三轮着地滑行时的运动特性,建立了这一阶段的全量非线性模型,并在MATLAB/SIMULINK仿真环境下设计了该模型的仿真系统,加入了防滑刹车控制系统模型,使仿真更接近实际情况。提出了飞翼无人机基于阻力方向舵的滑跑控制方案,针对某飞翼无人机的着陆滑跑控制仿真结果表明,所设计的仿真模型可用;主轮刹车与阻力方向舵协调操纵进行滑跑控制的方法响应平滑,性能良好。     

虚拟环境下变形线性体实时建模算法研究

研究提出一套虚拟环境下线绳和缆索两类变形线性体的几何变形数学建模算法。首先将变形线性体的物理和几何特性,对它们建模的共同之处进行研究,采用微分几何方法在正交直角坐标系下描述其变形,选择样条函数描述线性体的中心线,提出描述扭转变形的一种简单方法,结合广义弹簧理论建立它们的变形能数学模型,应用材料力学理论设计参数,并采用能量极小化方法求解;其次分别针对线绳和缆索的特性修改共性模型,形成各自的建模算法;第三通过仿真模型与实际变形线性体的对比实验验证仿真算法的正确性。实验结果表明,该算法能够正确描绘线绳和缆索变形,并能够满足虚拟环境的实时交互帧频率。     

微小型水下机器人操纵性能与运动仿真研究

以某微小型水下机器人为对象,对其进行受力分析,并考虑海流环境的影响,以空间六自由度运动方程为基础建立其运动仿真模型.通过带附体的模型试验,得到水下机器人阻力曲线和各主要水动力系数,应用面元法预报了其控制面的水动力特性,在此基础上建立了水下机器人的运动仿真系统,对其在水平面和垂直面内的操纵性能进行了预报,仿真试验结果表明此水下机器人具有良好的操纵性能,运动仿真系统可以作为控制器设计与调试的试验平台.     

一种柔软柱状模型的弯曲变形方法

针对柔软柱状物体模型的弯曲变形,提出了一种能够实现细节保持与表面积保持的弯曲变形方法.该方法将柱状模型以及近似柱状模型提取其底面积、高度、弯曲形状等形状属性;建立柱体规则网格作为基础模型,通过径向计算获取细节模型,通过细节模型分离降低模型变形计算复杂度;使用阻尼曲线模拟柔软柱状物体弯曲内侧表面皱褶并实现表面积保持;最终通过细节模型合并,实现细节保持的弯曲变形.实验证明,本方法能够有效仿真柔软柱状物体模型的弯曲变形,并仿真物体表面皱褶特征,对于10,000顶点内的3D模型,可达到30FPS的变形渲染帧速率.     

汽车减振器阻尼特性的仿真分析

采用系统仿真方法及MATLAB软件,建立汽车减振器的详细模型,并进行仿真研究。模型能反映减振器的详细物理结构,如考虑油液特性影响、阀片刚度影响、摩擦力影响等。模型经试验校验/阻尼特性计算精度达90%,模型精度能满足实际工程问题的需要。经二次开发形成一套能进行参数化自动建模和仿真分析的软件系统,最终在汽车减振器设计过程中形成一套阻尼特性研究的系统完整的方法。     

油气悬架系统的虚拟样机研究

根据起重机油气悬架系统的结构特点和工作原理,应用ADAMS/Hydraulics软件建立了包括温度、油缸摩擦和阻尼、油管尺寸、蓄能器接口阻尼以及油缸接口阻尼等影响的油气悬架系统虚拟样机模型,并给出其主要的数学模型。通过仿真结果和试验数据的对比,证明了油气悬架系统虚拟样机的正确性。在此基础上进一步探讨了油气悬架系统的一些主要参数对系统非线性特性的影响。为油气悬架系统对全路面起重机的整车操纵稳定性和平顺性的研究奠定了基础。     

多足仿生行走机构单足动画仿真建模及实现

对多足仿生行走机构在行走时机架的间歇运动特点进行分析,指出其仿真建模关键是确定在足触地前主动件的对应转角区间并据此建立分段表达的该机构单足行走运动学方程,基于该方程使用MATLAB软件开发了相应的仿真程序,最后提出了数值图形仿真方法以检验前述方程和仿真程序的正确性,并结合实例阐述了该方法的可行性并给出了该机构在足着地而机架变速平移时使用该方法的验证结果.从而为该仿生行走机构的动力学仿真提供了理论和技术基础.     

曲线合成孔径雷达信号模型与孔径形状研究

基于曲线合成孔径雷达原理与空间几何关系,讨论了曲线合成孔径雷达信号模型与成像方法,推导出目标的一维及二维信号模型,并将其扩展到三维空间。考虑到不同的曲线孔径形状将对方位分辨率和高度分辨率有不同影响,详细研究了各种不同形状的曲线孔径,给出了各自的优缺点和适用条件。结论是,上下、左右对称的孔径形状较不对称的效果更优,L型孔径将导致很高的旁瓣。仿真实验结果对真实飞行航迹具有指导作用。     

自然场景的SAR图像模拟

自然场景高低起伏变换的不确定性和各种介质随机分布的特点,是实现合成孔径雷达图像快速模拟的难点问题。提出一种合成孔径雷达图像模拟的方法,根据一处真实自然地表的DEM数据构造出整个仿真场景模型,利用一种统计经验公式计算得到场景中各介质的RCS值。建立了合成孔径雷达回波信号的表达式,在此基础之上完成了对场景的合成孔径雷达图像模拟,得到了较为理想的结果。     

基于有限元方法的吊环数值仿真

根据杆件弯曲变形的力学理论,结合实际工程问题,分析了某吊环的力学特性,并利用有限元分析软件对吊环进行了建模与计算。计算结果表明,用有限元分析软件解决工程实际问题是可行的。而后对吊环进行了重新设计,重新设计后的仿真结果显示,重新设计后的吊环的抗变形能力比新设计前的吊环有了显著的改善。应用该方法可对类似的构件变形问题提供参考。     

一种用于软组织变形仿真的动态质点弹簧模型

针对可以用面模型近似表示的软组织，提出一种俺单可靠的软组织变表仿真的质点弹簧建模方法，虚拟体弹簧动态地产生一种约束力表现软体的体特征，准静态方法求解模型使仿真效果更好；用修改的蝶形细分方法把比较粗糙的表面网格模型先细分成若干细节层次，仿真时依质点所受力的大小动态细分，以提高模型仿真的精确度，实验表明：所提出的方法确实增强了软组织变形仿真的体积感；局部动态细分模型与粗网格模型的计算量相差甚少，但其计算精度却提高多倍。     

基于瞬态动力学分析的抽油杆柱动态特性研究

抽油杆柱在工作过程中变形状态的准确描述是解决杆管偏磨的关键,根据抽油杆柱动力失稳的力学理论,结合接触非线性理论和有限元理论,建立了往复抽油杆柱的动力学模型,采用空间梁单元和接触单元建立抽油杆柱的有限元格式,将Newton-Raphson法和Newmark法相结合进行求解.通过仿真计算,再现了抽油杆柱在工作过程中的变形状态以及与油管的接触状态,据此优化抽汲参数以及安装扶正器,保证抽油杆柱的正常工作,延长检泵周期.