机械手爪设计仿真

设计了模拟ROV水下机械手爪的机械结构,阐述其工作原理并针对设计要求中手爪夹合力的大小进行电机选型.用Solid Works软件对其进行三维建模,然后导入到Adams软件中对手爪开合机构进行动力学仿真分析,仿真结果表明,机械手爪开合运行平稳,输出夹合力符合理论值要求,电机选型成功.     

基于外挂减振器整车平顺性联合仿真方法

针对传统Adams模型平顺性分析对减振器摩擦考虑不全的问题,基于减振器摩擦原理建立了数学拟合模型,依据不同工况下的试验曲线对外挂减振器模型进行参数同定,通过参数优化使得拟合曲线与试验曲线具有很好的一致性;运用ADAMS与MATLAB_Simulink模块建立了联合仿真模型;并在不同特征路面上分别对ADAMS模型减振器与外挂减振器所体现的振动特性进行对比分析.研究表明,与ADAMS中只体现阻尼力-速度(F-V)特性的减振器相比,外挂减振器所体现的摩擦特性对整车垂向加速度振动峰值抑制效果更接近实际情况:脉冲路面,驾驶员侧地板垂向加速度振幅减小9.57％;随机路面根据特征的激励的不同,也会使驾驶员侧地板振动加速度振动峰值下降5％ ～10％.研究结果为平顺性仿真精度的提高提供了一种全新的方法.     

探究泵振动的原因及其消除措施

该文针对泵机组中的有关部件在运转过程中存在振动的原因进行了分析.从泵的机械结构特点、运行以及安装、维护等几个方面,分别针对性地提出了消除振动的措施.经分析结果发现,保障泵在实际运行过程中的工况和泵在设计时的工况一致;保障泵中各个零部件的尺寸结构、精确度以及其他特性的适应性;保证泵机安装时零部件的质量要求和实际要求可以相符合;保证在对泵加工的精度要求和设计过程中的精度相一致等措施,就能有效消除泵的振动.     

活塞发动机止动轮毂传动系统动态特性分析

为揭示活塞发动机止动轮毂传动系统振动机理，在分析发动机止动轮毂系统工作原理的基础上，分别采用能量法与Adams多体动力学软件，建立了止动轮毂传动系统动力学模型，提出了止动轮毂三爪曲面接触系统动力学建模与分析方法。通过对比分析两种模型在额定工况下轴向力响应结果，相互验证了动力学仿真模型的正确性。为减轻止动轮毂系统振动冲击，研究了不同扭矩和轴向预紧力工况对止动轮毂系统轴向冲击力与位移的影响规律。结果表明：不同工况参数下的系统动态响应特性差异明显；随着扭矩由350 N·m增大到500 N·m，系统轴向冲击力增大，轴向位移增大近一倍；随着轴向预紧力由6 000 N逐步增大到8 000 N，系统轴向冲击力峰值逐渐增大，稳定后均值变化较小，轴向位移则随之减小。在额定扭矩工况下，取适当小的轴向预紧力，有利于减小止动轮毂系统所受的轴向冲击力，改善系统振动冲击。     

高速动车组齿轮箱断齿故障振动研究

为获得高速动车组齿轮箱的动力学响应,更好分析高速动车组故障齿轮箱系统振动特性,解决开发动车组齿轮箱故障检测系统时存在的齿轮箱故障物理样本稀缺、检测算法研究缺乏充足的校验输入信号的问题。依据相关参数构造高速动车组转向架-齿轮箱CAD模型,基于Adams/View搭建动车组转向架-齿轮箱动力学模型。通过模拟正常工况和断齿的故障工况,仿真获取检测方案测点的动态响应。对比分析发现:断齿故障会导致齿轮箱振动能量增强,出现振动冲击特征,啮合频率幅值降低且出现边频带;同时,幅值的极值点由啮合频率变为转频。通过研究断齿故障下齿轮箱的振动特点,可以实现对高速动车组齿轮箱故障的快速诊断,为齿轮箱故障检测系统开发提供支撑。     

基于SIR多级残差连接密集网络的轴承故障诊断

为了研究旋转机械的滚动轴承在复杂工况下从时变性强、微弱信号中提取特征信息的性能,提出了基于SIR多级残差连接密集网络的轴承故障诊断方法.首先,设计SIR模块,该模块将对输入的数据特征通道赋予不同的权重并拓宽网络的宽度,提取更加重要、更加丰富的特征信息;其次,设计多级残差连接密集网络自适应提取轴承振动信号中的有效特征;最后,构建softmax分类器实现故障分类.通过与多种方法进行对比,实验结果表明,该方法在变噪声、变负荷和变工况下都能够更加准确地检测出故障,对复杂的工况环境更具有鲁棒性和泛化能力.     

钢板弹簧的扭转特性分析及其对制动性能的影响研究

为了研究钢板弹簧在制动过程中扭转特性及其对汽车制动抖动和制动使用性能的影响,首先针对某型商用车在紧急制动中后桥的抖动现象进行了分析和实验研究,并通过测试数据分析了制动抖动的特征以及对汽车使用性能的影响,然后根据后桥在制动中的受力模型阐述了钢板弹簧在制动中的抖动机理,进而利用仿真平台Adams软件在Chassis模块中建立等刚度钢板弹簧模型,并结合View中建立的商用车整车模型模拟整车紧急制动的工况,研究了钢板弹簧在制动过程中的扭转特性,分析了前后轮的制动时间差对后桥抖动的影响,并提出了增大钢板弹簧纵向角刚度的改进措施。仿真结果表明,采用改进措施后的后桥质心制动时的最大摆动角减小17.8%,第二峰值摆动增量由6.99°降为2.1°,后轮胎跳离地面次数由4次减少为2次。研究结果从钢板弹簧扭转特性的角度为后续的设计及匹配提供了参考。     

基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型建模及其控制研究

综合考虑悬架几何结构、控制臂转动惯量、轮胎转动惯量、轮胎阻尼以及轮胎侧向刚度等因素的影响,建立了一种新型的基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型.利用文中所建模型、Adams三维模型和经典二自由度模型计算并对比了不同路面激励下车身加速度和轮胎动载荷的频率响应曲线.结果表明:相比经典二自由度模型,文中所建模型与Adams三维模型一致性更好.利用文中所建模型计算轮胎外倾角和轮距变化量随路面输入位移的变化,将计算结果与Adams三维模型所得结果进行对比,验证了文中模型的正确性.分别将PID控制和开关天棚控制应用于文中模型,结果表明:在簧载质量固有频率附近,PID控制和开关天棚控制均能起到衰减振动的作用;在非簧载质量固有频率附近,开关天棚控制加剧了非簧载质量的振动,而PID控制对系统影响不大.     

基于TVAR-HMM的滚动轴承故障诊断

针对工况条件下轴承故障振动信号的非平稳特性,分析时变自回归与隐马尔科夫模型的特点,提出了一种基于时变自回归和隐马尔科夫模型的滚动轴承故障诊断方法.振动信号经时变自回归建模后,得到时频分辨率较高、无交叉干扰项的时频谱,基于能量法对时频谱进行特征提取,然后利用隐马尔科夫模型对故障特征统计分类,实现对轴承故障的诊断.轴承信号分析表明,TVAR建模可以有效地提取信号中的故障特征,结合隐马尔科夫模型的动态统计特性可智能识别轴承故障类型,得到良好的诊断效果.     

超大型钢筋混凝土冷却塔模型地震模拟振动台试验研究

研究原型结构为即将要在抗震设防烈度8度区建设的高度为220 m的1 000 MW级热力发电厂超大型间接空气冷却塔,设计并实现了缩尺比为1∶30模型的地震模拟振动台试验.试验工况涵盖I～IV类场地条件下,冷却塔模型分别在7度、8度设防多遇地震、偶遇地震和罕遇地震对应的72组三向地震动激励,观察检验模型结构在不同场地条件不同地震动激励水平下的反应性态.同时,在每个级别的地震模拟试验工况前后,进行模型振动模态特性试验,实时监控模型结构在经历每个阶段地震动工况后的振动特性变化情况.试验结果表明,该冷却塔结构基本能够满足7度、8度设防条件下的抗震要求,但冷却塔下部的X型支腿两端与其喉部以上的壳体属于抗震薄弱部位,受较为密集的多个相邻高阶振型耦合振动影响,上部壳体厚度最薄处出现较为严重的环向破坏.     

电动摩托车车架结构优化设计

为分析某型号电动摩托车车架在振动工况下的结构强度并减轻重量,基于瞬态动力学理论,采用有限元方法,建立车架瞬态分析有限元模型,计算车架在振动工况下的动强度,得到车架在该工况下的应力分布状况,在此基础上结合Hyperworks优化模块建立以车架重量为目标函数的优化模型,在满足强度约束条件下对车架结构进行优化设计。理论计算和实验研究表明：该车架结构强度有一定富裕,在振动工况下安全系数较高,存在一定优化空间,优化后车架结构强度得到一定提高,符合制造工艺,同时车架重量减轻了12.1%,说明该优化方法对车架结构设计有一定指导意义。     

基于原型观测的厂顶溢流式水电站厂房结构振动特性研究

以某水电站灯泡贯流式机组的厂顶溢流布置型式为对象,利用原型观测数据结合有限元计算、小波包分析方法等,研究这种新型结构的厂房振动情况.首先,建立动力分析有限元模型,分析厂房结构的自振特性,并对可能振源进行共振校核;在此基础上,分析不同工况下机组振动和厂顶溢流对厂房结构的影响,并对振源特性与敏感结构相关性进行分析.结果表明:狭缝射流、转轮叶片振动以及协联关系不正确引起的振动与上、下游闸墩顺河向及侧盖板垂向振动可能存在共振问题;厂顶溢流产生的水流脉动对厂房及机组各向振动的影响微弱;机组振动为厂房振动的主要振源,这在水平顺河向的能量传递上表现得更为明显.     

人体生物力学模型的驾驶舒适度仿真研究

为了高效地评价人在驾驶汽车过程中的舒适性,由Adams/LifeMode软件建立了坐姿人体-座椅系统的生物力学模型.应用Matlab工具编程,得出了GB7031规定的B、C级公路的功率谱函数,并转换成易于加载的时域信号.通过加权计算,得到了在典型行驶速度下人体关键部位的振动加速度响应,进而提出了全身振动以及人体局部振动的舒适性仿真评价方法.采用Adams/LifeM-ode软件,建立了有别于传统弹簧—阻尼—质量模型的人体生物力学模型,实现了乘坐舒适性评价的计算过程,为研究人体局部振动舒适性提供了理论基础.     

双层连续箱梁桥开孔箱内壁车辆碰撞仿真研究

研究新型上下行分层连续箱梁公路桥,在腹板开孔箱梁内壁由车辆撞击引起结构的动力响应和结构局部损伤破坏机理.通过LS-PrePost前处理器建立不同工况车桥碰撞模型,运用LS-DYNA程序计算分析箱梁在受冲击过程中的应力状态、振动特性和运动轨迹.相对于难于实现的缩尺模型实验和实车碰撞试验,这是一种重要的辅助研究方法.     

基于近似模型的重载仿生腿多目标优化

针对大型六足机器人在运动过程中腿部刚度不足和振动的问题，提出一种基于近似模型的多目标综合优化方法. 建立有限元模型，分析各类复杂工况下腿部结构强度、刚度 和模态频率等性能，确定仿生腿的优化空间. 对仿生腿静态及动态性能建立参数化模型，定义相应的设计变量，采用优化拉丁超立方方法分别对仿生腿基节、大腿和小腿模块进行试验设计，获取初始样本点，拟合各模块响应面模型、克里格模型和径向基函数神经网络模型，通过误差分析选定精度最高的近似模型，并联合第二代非支配排序遗传算法，以静态刚度、质量和首阶固有频率为目标，约束最大应力，对仿生腿进行优化设计，对优化后的结果进行分析验证. 结果表明，重载仿生腿经所述方法优化后，在满足结构强度的前提下，平地工况最大变形下降9.73％，斜坡工况最大变形下降9.46％，首阶固有频率提升3.45％，仿生腿总体质量下降8.63％.     

整车环境下动力总成悬置系统振动特性研究

基于动力总成悬置系统的振动处于整车环境的考虑,建立包含动力总成悬置系统的整车虚拟样机模型.对比六自由度和整车环境下动力总成悬置系统的固有特性;通过整车在B级路面行驶试验,分析动力总成悬置系统的振动响应特性;通过整车在极限工况行驶的模拟,对动力总成的位移和悬置元件的变形进行研究.结果表明:整车建模更好地反映实际振动情况,可用于动力总成悬置系统设计流程中的匹配设计、振动分析、动载荷校核和空间位置干涉校核等环节.     

载重子午线轮胎稳态滚动有限元分析

以ABAQUS软件为平台,建立了子午线轮胎稳态滚动分析的三维有限元模型.在有限元模型中充分考虑到轮胎材料、结构的复杂性,轮胎与轮辋过盈配合,轮胎与地面的摩擦等状况,对轮胎在标准气压、额定载荷下的不同滚动状态进行了模拟.分析了不同工况下轮胎接地面的法向应力、摩擦应力和带束层帘线应力分布等滚动特性,为轮胎的结构设计、振动与噪声分析提供了依据.     

五转向架城轨磁浮车辆的动力学

为了研究城轨磁浮车辆的动力学特性,利用Catia及ADAMS软件,通过合理简化,建立了五转向架城轨磁浮车辆的动力学虚拟样机模型,并对该模型进行了两种工况下的数值仿真.在静悬浮工况下,车体在垂向、横向和纵向都产生振动,但以垂向振动为主,通过分析垂向振动参数,证明车辆具有较好的平顺性指标.在R70m的弯道工况下,仿真值与计算值基本一致,验证了模型的正确性.     

基于滤波滑模控制的空间柔性机器人系统控制仿真研究

针对一种刚柔结合的空间冗余度机器人,基于拉格朗日法、假设模态法和系统动量守恒对柔性连杆进行近似描述,忽略高阶弹性振动模态,借助Maple软件,推导了一种自由浮动空间柔性冗余机器人操作刚性负载的动力学模型,该方法提高了建模的正确性.并在此基础上,鉴于自由浮动空间机器人系统的结构复杂性和参数变动性,运用具有较强鲁棒性的滑模变结构控制对该动力学模型实现了轨迹跟踪控制,较好地抑制了柔性杆弹性振动,并减小了对本体的影响.最后进行了自由浮动三自由度柔性冗余度机器人的动力学控制仿真,仿真结果验证了上述控制方法的有效性.     

小提琴共鸣箱振动特性的有限元仿真与实验研究

小提琴共鸣箱作为小提琴发声系统最为核心的部分,其振动状态对小提琴的声学特性起着重要作用.首先对提琴共鸣箱系统进行受力分析并建立其精确模型,然后通过有限元仿真,分析了不同结构参数的小提琴共鸣箱的振动模态及频率响应,并将其与文献中的实验结果进行比较.仿真结果表明,小提琴共鸣箱面板和背板的一些参数,如琴板厚薄、拱高、拱形变化、低音梁和音柱状况及接触刚度等,对共鸣箱振动特征影响大.最后设计了基于加速度传感器的振动测量系统和采用滑弦激励方法,对小提琴共鸣箱的振动特性和频率响应等进行了实验,其结果符合共鸣箱振动有限元仿真和数值分析的结论.该研究为提琴制作者通过琴板几何形状和音柱等调整,改善小提琴共鸣箱振动特性提供了理论参考.