空间带网抛射展开参数分析

随着空间碎片对航天器及航天员威胁的日益增加,采用飞网的空间碎片清理技术已成为研究热点。本文采用强度更高,缠绕现象少的空间带网代替传统飞网。基于弹簧质点法采用MATLAB进行了抛射展开过程仿真。为了能更好的模拟带网发射过程,本文提出了空间带网抓捕效果评价指标。并对带网的结构参数进行敏感性分析,讨论结构弹簧弹性系数和剪切弹簧弹性系数对展开过程的影响。其次对发射参数进行分析,讨论发射速度、发射角度和质量块质量对展开过程的影响,为带网的抛射展开提出参数选取依据。结果表明较大弹性系数有利于带网展开过程,发射时不宜选取过大发射速度、发射角度及质量块质量。     

六边形柔性绳网展开过程仿真与试验

柔性绳网在工程领域应用广泛,它具有复杂的非线性行为,其建模仿真研究是数值仿真领域的一大难点。针对六边形柔性绳网系统的发射展开过程,建立了动力学模型,利用ABAQUS有限元仿真软件,实现了对柔性绳网展开过程的动力学仿真研究。同时,开展了柔性绳网地面发射试验,试验结果表明：绳网展开过程的网形、张开面积与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型准确、可靠,有限元法可用于柔性绳网的仿真研究。     

基于AMESim的新型油气弹簧建模与仿真

针对传统气室外置式油气弹簧存在的结构复杂、空间布置较难等问题,提出了一种新型单气室油气弹簧结构.介绍了该油气弹簧的结构和工作原理,简化得到了其物理模型,并在仿真软件AMESim下搭建了其动力学模型,同时对油气弹簧样件进行了外特性试验,验证了仿真模型的精度.将建立的油气弹簧模型接入1/4车辆模型进行仿真,在不平路面下对是否装有该油气弹簧系统车辆的车身加速度和悬架动行程等指标进行仿真对比,研究了该油气弹簧对车辆平顺性的影响.结果表明:该新型油气弹簧可以显著减小车辆振动,提高车辆的行驶平顺性.     

柔性绳网展开过程的多元回归模型的优化分析

柔性绳网作为一种新兴技术,主要用于太空在轨服务。本文采用Design-Expert 11软件对柔性绳网展开过程中展开位移与展开面积的研究进行设计,并通过优化影响因子,来保证展开位移在一定范围内展开面积达到最大。为了获得最佳的柔性绳网展开效果,建立柔性绳网展开过程的多元回归模型。并通过仿真检验所建立的多元回归模型的准确性,其误差均小于10%,说明该模型的优化分析结果可靠。由优化方案可知,最佳参数组合是发射速度、旋转角和展开时间分别为29.481～30.000m.s^-1、21.916～22°和1.092～1.115s。同时优化分析结果表明,若减小发射速度和旋转角,则柔性绳网达到较好展开效果的参数组合减少,且为了柔性绳网能够达到较好展开效果,发射速度必须大于21.8m.s^-1以及旋转角必须大于16.2°。     

基于离散Beam梁法的变截面钢板弹簧建模及仿真

采用离散Beam梁法在多体动力学软件ADAMS中建立变截面钢板弹簧的动力学模型。以某轻型客车的后悬架变截面钢板弹簧为例,仿真计算其刚度,并与试验测试结果进行对比。结果表明,该方法用于变截面钢板弹簧的建模具有有效性。     

空气弹簧失效对高架胶轮驱动有轨电车小半径曲线通过性的影响

探讨空气弹簧失效对高架胶轮驱动有轨电车小半径曲线通过性的影响.建立高架有轨电车的动力学拓扑结构,运用多体动力学理论及动力学仿真软件,建立高架有轨电车及线路的仿真模型,并对不同空气弹簧失效工况下的车辆进行动力学性能仿真.仿真结果表明:当空气弹簧失效后,车辆的抗倾覆稳定性、抗脱轨稳定性变差,车体侧滚角变大,曲线通过性变差.     

汽车钢板弹簧多体动力学建模及动特性仿真研究

汽车悬架系统常用的弹性元件钢板弹簧,既是弹性元件,又是传递纵向、侧向地面作用力的传力元件,进行动力学建模时存在一定难度。文章从多体系统动力学的角度出发,建立了钢板弹簧的多体动力学模型,并应用机械系统动力学仿真软件ADAMS对其动特性进行了计算机仿真,仿真分析的结果与试验数据基本吻合,说明该仿真是成功的     

某无人机撞网回收系统动力学仿真

以某无人机撞网回收系统为例,基于LS-DYNA软件,提出了柔性带、阻尼器等关键部件的建模方法,建立了系统有限元仿真模型,进行了不同入网位置的动力学仿真计算,并用试验验证了仿真模型的准确性.仿真和试验结果表明:本文建立的无人机撞网回收系统模型具有较好的工程适用性,提出的动力学建模仿真方法具有一定的通用性.     

渐变刚度钢板弹簧建模方法对比

为更好地分析钢板弹簧刚度特性,对钢板弹簧建模方法进行了对比研究。依据钢板弹簧国家标准GB/T 19844—2005,针对某型渐变刚度钢板弹簧分别在有限元软件Hypermesh和多体动力学软件Adams中建立其有限元模型和离散梁模型,并进行了仿真,得到刚度特性。将仿真结果与试验值进行了比较。结果表明,在针对该钢板弹簧的刚度分析中,运用离散梁法得到的刚度特性更加接近试验值。     

并联机器人多柔体系统协同建模与动力学仿真

基于协同的思想,提出了一种对机构的多柔体动力学进行建模和仿真的方法.以多体系统动力学为基础,建立了柔性机构的空间动力学方程.利用多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立了3-TPT型并联机器人的多柔体动力学仿真模型,并对所建立的模型进行了动力学仿真研究.为了更加准确地说明分析结果,分别将刚性体和柔性体仿真结果进行对比,结果表明:由于杆件的柔性特点,其受力表现出了高度的非线性,这与实际相符.多柔体系统的仿真结果能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性,能够更准确地预测机构性能.这种方法为并联机器人的设计和优化提供了一种有效的分析方法.     

正面碰撞中乘员及约束系统运动响应的计算

运用PAM -SAFE系列软件对正面碰撞的人体在约束系统作用下的运动响应进行仿真 ,建立了包括安全带系统、气囊、仪表板、座椅、人体等完整的约束系统模型 ,并将仿真结果与试验数据进行验证 ,表明该仿真达到了较高的精度 .另外 ,提出了影响模拟精度的 2个值得注意的问题 :人体上肢与车舱内部件碰撞接触和模拟计算输入的车舱内部空间减速度曲线 ,并证实了B柱减速度曲线替代车舱内部空间减速度曲线的可行性 .     

GWC6066船用齿轮箱振动噪声分析及试验

采用弹簧单元模拟轮齿啮合刚度,杆单元模拟箱体间的联结螺栓,弹簧阻尼单元模拟滑动轴承和滚动轴承,建立由齿轮、传动轴、轴承和箱体等组成的GWC6066船用齿轮箱动态有限元分析模型及声学边界元模型;分析了齿轮箱在内部动态激励下的动态响应,预估了齿轮箱的振动烈度、结构噪声及空气噪声,并对齿轮箱进行实验模态分析及振动噪声测试,与仿真结果对比分析,二者吻合良好。     

弹丸发射内弹道方程嵌入LS-DYNA数值模拟研究

为更好地分析弹丸发射内弹道过程,通过对LS-DYNA进行二次开发,将弹丸发射经典内弹道模型及火药气体状态方程引入有限元计算,并采用Lagrange方法对某弹丸发射内弹道全过程进行了数值仿真,成功模拟了火炮发射时火药燃烧推进弹丸运动的力学过程. 仿真结果表明：数值模拟获得的弹丸速度、弹后气体压力、弹丸过载曲线与经典内弹道计算结果一致性很好,同时数值模拟解决了经典内弹道无法获得弹丸具体受力情况和动态下的强度等问题.     

曳引绳绕行运动动态模型

采用集中质量的方法,建立了一种新型的曳引绳绕行运动的动态模型,并通过Lagrange乘子的引入将曳引轮的运动作为约束条件施加在绳子上.提出了一种约束条件变换的判断方法,该方法能够动态地预测下一时刻的约束情况,并及时对约束方程进行相应的调整.仿真结果表明,该模型能够用于模拟和研究绳子在曳引轮上的局部动态行为.     

某埋头式弹丸动态冲击挤进特性的研究

为研究埋头式弹丸动态冲击挤进过程中弹带在坡膛处产生的高应变率塑性变形及断裂失效问题,考虑到埋头式弹药二次点火和火药程序燃烧的特殊性,将试验测得的弹底压力及弹丸一次上膛速度作为数值仿真模型的初始边界条件,建立了基于身管及埋头式弹丸结构特性、材料大变形和损伤效应等因素的三维有限元模型. 基于LS-DYNA软件,采用显式数值计算方法,对埋头式榴弹动态冲击挤进过程进行了研究,获得了弹丸冲击挤进阻力的变化规律,并分析了弹带表面刻槽的成形过程及应力应变特征. 结果表明:当埋头式榴弹的紫铜弹带冲击挤入坡膛时,经历了从弹性变形到塑性变形,并最终断裂失效的过程. 当弹带完全挤入身管全深膛线,整个动态冲击挤进过程结束,弹带表面形成了较深的刻槽,并与身管膛线紧密贴合,其间冲击挤进阻力呈现出强烈的非线性变化.      

基于板形板厚控制的轧机系统动态建模及仿真研究进展

板形板厚精度是板带材的重要质量指标,轧机系统是复杂的非线性系统,其动力学特性严重影响板带材质量。本文介绍了轧机系统动态建模及仿真研究的发展现状及存在的问题,首先介绍了轧机动态特性研究的进展,这方面主要是对厚度控制系统的仿真研究,然后重点介绍了基于板形板厚控制的轧机系统动态建模及仿真研究的目的、意义及研究现状,提出了将轧辊看做弹性连续体,利用连续体动力学理论研究轧辊的动态特性的方法,并以此为基础,建立了基于板形控制的轧机系统动态模型,对其理论进行了介绍。最后,对基于板形板厚控制的轧机系统动态建模及仿真进行了展望。     

高速轮胎试验台的钢带主动跑偏规律研究

针对钢带式高速轮胎试验台运行时轮胎侧向力等引起的钢带不利的侧向偏移,采用了一种钢带主动跑偏方法,以实现传送钢带居中的目的. 分析了钢带的主、被动跑偏相关机理以及跑偏控制的重要性,根据欧拉伯努利梁模型建立了钢带主动跑偏的六阶状态空间方程,提出钢带与转鼓刚柔耦合滞后改进模型. 通过仿真与试验,验证了该模型分析的正确性,并给出了相关主动跑偏的一般规律.      

管内检测机器人在水平直管内运动的数值研究

采用计算流体力学和动网格技术，数值模拟了单节管内检测机器人在水平直管内从静止到匀速运动这一过程，得到了这一运动过程中机器人的运动规律。计算中将机器人作为运动边界，其受力由当前流场信息来获得，再根据受力来计算机器人的运动速度和前进距离，因边界运动而变化的计算区域根据新的边界条件用弹性变形和网格局部重构技术来更新。不同质量机器人在不同摩擦力下运动规律的计算结果表明，质量只影响机器人达到稳定运动的时间，而摩擦力会影响机器人的稳定运动速度和达到稳定运动的时间。计算结果与实验结果比较吻合，说明动网格技术模拟机器人的运动过程可以为机器人的外形设计、速度控制研究以及操作运行提供参考。     

基于CABLE建模的大型塔结构吊装过程动力学模拟

本文通过在CATIA软件上引入CABLE软件,建立了柔性体钢丝绳的三维模型。在对钢丝绳的物理参数进行定义后,在运动工作台上建立钢丝绳的动力学分析模型。进一步将吊车、塔、地面等模型完整装配,在运动工作台上进行整体模拟计算。最终获得被吊装结构的轨迹曲线、动力学响应、结构的偏心、翻转等,以及与周围物体的干涉情况。