面向汽车覆盖件的有限元仿真虚拟匹配方法

提出一种面向汽车覆盖件的有限元仿真虚拟匹配方法.在有限元分析的虚拟环境下,该方法能够对汽车覆盖件、连接件和外综合样架模型进行快速装配分析,并给出汽车覆盖件的变形预测;对可调整零件进行敏感度分析以获取基准点调零的策略,提取样本点位置数据以判断汽车覆盖件的匹配质量;以汽车引擎盖装配验证作为方法应用实例,通过对比样本点的仿真数据与试验数据,获得两者变化趋势较为一致的结论,并通过计算获得最大偏差在0.6 mm以内.研究结果表明,所提方法在验证汽车覆盖件是否满足车身装配要求方面具有可行性与有效性.     

汽车引擎盖的有限元分析

汽车引擎盖的振动是导致声波辐射的重要原因.基于声学有限元法和声固耦合理论,建立汽车引擎盖的有限元模型,采用有限元软件abaqus,利用声学无限元技术对汽车引擎盖进行仿真模拟.通过汽车引擎盖表面的声压分布和位移分布,分析引擎盖表面在振动过程中所受到的变形程度,优化对汽车引擎盖的设计.     

前轮前束的作用及检测调整方法分析

为了使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便、减少轮胎和燃料的消耗以及机件的磨损，前轮(转向轮)、转向节和前轴与车架的安装要保持一定的相对位置。它包括主销后倾、主销内倾，前轮外倾和前轮前束四个参数，且参数之间要有合理的匹配关系。但是在制造、装配、调整以及车辆的使用过程中，由于零件的磨损、变形等各种原因，又常会使用前轮定位参数及参数之间的匹配关系发生变化，     

一种1T2R卧式布局并联机构的重力补偿策略

以3-RPS卧式布局并联机构为研究对象,通过添加弹簧元件并优化设计弹簧安装位置及其相关参数,完成了对该类机构的重力补偿策略研究.首先,选用定刚度螺旋拉簧为重力补偿元件,以机构总势能在工作空间中的波动量最小为目标,施以约束条件,完成弹簧安装位置及相关参数的优化设计.其次,利用线性叠加原理构造了机构的静柔度半解析模型,并通过重力补偿前后的效果对比,校验了重力补偿策略的有效性.研究结果表明,添加弹簧元件后,大幅度降低了重力造成的机构末端变形,补偿效果明显.该重力补偿策略简捷有效,可为类似并联机构的重力补偿提供参考与借鉴.     

钢桥塔的点云虚拟装配及其整体线形控制方法

针对钢桥塔的装配施工中，传统的人工预装配过程耗时耗力、效率低下且难以对实际装配过程中的整体线形进行调控分析等问题，建立了基于点云的高精度曲线钢桥塔整体虚拟装配系统方法，降低钢桥塔节段制作误差、自重和温度等受力变形偏差和实际装配过程误差对桥塔整体线形的影响．首先，开展基于节段点云模型的曲线钢桥塔整体虚拟装配，以降低节段制作误差的影响．通过三维激光扫描仪优化扫描方案对各钢节段进行扫描，获取钢节段点云数据并进行点云预处理、参数化建模．基于各节段参数化点云模型，提出了利用RBF神经网络进行轴线预测的曲线钢桥塔节段三点空间定位方法，对钢桥塔节段进行虚拟装配．然后，结合某桥上塔柱的实际工程案例，通过逆向叠加桥塔自重和温度的施工变形，消除施工受力变形．针对实际施工过程中已产生的节段装配误差，利用“施工控制”的思想，通过对其后续节段装配控制点坐标的调整，逐步降低前期节段装配误差对整体线形的影响，进一步提高了曲线钢桥塔的整体装配精度．最后，对建成的花篮形上塔柱进行整体扫描并与设计模型进行了对比，验证了上述系统方法对提高曲线钢桥塔实际装配施工精度的积极作用，为类似复杂钢结构的装配施工提供了技术参考．     

优化策略模型下的匹配律算法

利用基于部分可观马尔可夫决策过程的策略搜索模型,提出了一种具有优化行为的策略搜索算法,并推导出满足匹配律的策略算法.被试可通过调整策略参数,最大化目标值函数的期望值,并根据已往的经验调整策略参数.假定被试所处的环境具有马尔可夫性,通过计算值函数期望值的梯度可求得优化行为的策略搜索算法.理论分析与仿真结果表明,如果策略参数与值函数的期望值仅受当前经验的影响,则可由获得优化行为的策略算法推导出符合匹配律的策略算法.研究结果揭示了匹配行为与优化策略搜索算法之间的关系,表明满足匹配律的决策行为是一类达到次优的决策行为.     

虚拟装配中DELMIA/Ergonomics的应用研究

介绍了虚拟装配以及DELMIA/Ergonomics模块功能。应用DELMIA/Ergonomics引入了人体模型;通过调整人体模型尺寸及其姿态并结合人机工程学对装配工具进行尺寸修改设计;结合虚拟装配技术,对装配模型进行虚拟装配,从而检验了装配模型的装配可达性,体现了人机工程学在虚拟装配中的作用。     

300m级心墙堆石坝三维有限元应力变形分析

对双江口心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形分析．采用邓肯-张EB非线性弹性模型,用分级加荷的方式模拟该坝在施工、蓄水过程中的应力变形特性．对3种不同强度的参数方案,进行了静力参数敏感性分析,给出了应力变形的分布规律．计算结果表明,坝体的应力和变形值在合理范围内,设计方案合理可行．     

集成圆柱弹簧弹性势能与转动动能的蓄能方法

利用圆柱螺旋弹簧作为蓄能主元件,提出了一种使压缩后的弹簧发生转动,实现弹簧弹性势能与其转动动能集成蓄能的方法,并初步构想了集成蓄能器模型.对各类常见弹簧材料的能量密度比进行对比计算,选取蓄能效果最优的材料并以其为基础,对一定参数范围内弹簧的转动动能和弹性势能的大小进行了匹配分析.对集成方法的蓄能值与对照参数飞轮的蓄能值进行了对比,表明提出的这种集成蓄能方法切实可行.     

基于装配语义的航天产品虚拟装配过程仿真方法

针对虚拟装配仿真过程中大量人机交互操作带来的效率低的问题,提出一种基于装配语义的虚拟装配过程仿真方法.通过分析航天复杂产品装配工艺,提取出4类典型装配操作并进行装配特征的参数化表达;通过匹配装配语义的装配特征基本信息和几何图元信息,实现了从语义层到特征层、几何层的装配语义层次化解析;从装配特征中解算出装配对象间的约束关系后,根据装配约束关系给定的运动方向和顺序,生成相应的位姿变化矩阵,驱动执行对象完成装配过程仿真.基于Delmia设计并开发了原型系统,以某卫星导航仪的装配过程仿真为例,对上述方法进行了验证.      

基于刷子模型的非充气弹性车轮抓地余量分析

为了获得较好的抓地性能,针对非充气弹性车轮-地面相互作用模型进行了详细的研究.根据弹性车轮结构特点,同时考虑弹性支撑和胎面的受力变形,并利用简单的物理假设建立刷子模型.通过车轮地面受力、摩擦系数和摩擦圆理论确定抓地余量.建立了一个关于抓地余量的一元三次方程,讨论模型中参数对抓地性能的影响,构建弹性车轮垂向刚度和接地印迹长度的表达式.最后将非充气弹性车轮参数输入到汽车仿真软件Car Sim中,对模型进行验证,结果显示理论分析值与仿真分析值非常吻合.这对非充气弹性车轮的优化设计提供了一定的理论帮助.     

黏弹性条件下大跨度公路黄土隧道二次衬砌施作时机

为研究大跨度公路黄土隧道二次衬砌施作时机,以神府(神木—府谷)高速公路墩梁隧道为依托,采用现场测试、数值模拟和理论分析相结合的方法,首先对隧道拱顶变形进行现场测试,揭示其变形规律,提出了基于隧道二次衬砌安全临界状态的最佳施作时机计算方法;其次根据黏弹性条件下隧道围岩变形理论公式,结合现场监测数据反演分析得到围岩Kelvin模型流变参数;最后利用提出的最佳施作时机计算方法和Kelvin流变模型,通过数值模拟研究了黏弹性条件下大跨度黄土隧道二次衬砌最佳施作时机。结果表明:大跨度公路黄土隧道变形经历急剧变形、持续变形和缓慢变形3个阶段,各阶段产生的沉降值分别为最大沉降值的67.7%,21.7%和10.6%;Kelvin模型中蠕变参数黏性元件黏滞系数η为2.75×10~(14) kPa·s,与黏性元件串联的弹簧元件弹性模量E_1为138.3 MPa,与黏性元件并联的弹簧元件弹性模量E_2为321.5 MPa;大跨度公路黄土隧道Ⅴ级围岩深埋段二次衬砌最佳支护时机为初期拱顶下沉速率小于0.3 mm/d。     

变刚度悬架的虚拟匹配优化

为解决某客车变刚度悬架的匹配优化问题,首先对传统的汽车悬架匹配方法和流程进行了总结,然后提出了基于计算机辅助优化(CAO)技术的虚拟匹配优化方法,并给出了相应的匹配流程.该匹配方法先建立整车的虚拟优化模型,再编制优化匹配程序并设定优化目标,然后联合优化模型仿真进行虚拟匹配.为建立准确的虚拟模型,特对该车的前后轮胎和空满载下簧载惯性参数进行了测试.文中匹配的悬架参数包括前悬架扭杆的扭转刚度、前后减振器的阻尼系数、前后稳定杆的扭转刚度、后悬架板簧的初级刚度与复合刚度和板簧衬套的径向刚度.匹配时需要考虑空载和满载两种状态下的车辆性能.通过虚拟匹配得到了该车变刚度悬架的匹配结果,然后根据该结果试制了悬架样件,最后在某汽车试验场进行了对比验证试验.结果表明,所采用的虚拟匹配方法对变刚度悬架参数的匹配优化是有效可行的,这对汽车底盘的虚拟开发及优化具有一定的借鉴指导意义.     

铝合金与玻璃钢汽车引擎盖的生命周期评价

文章对铝合金和复合材料汽车引擎盖的生命周期环境影响进行了评价和对比分析,结果表明,在原材料获取阶段和加工制造阶段,铝合金引擎盖的环境影响大于复合材料引擎盖,使用阶段的低油耗使得前者的生命周期环境影响小于后者。由分析单一引擎盖零部件扩展到整车,将使用100kg铝合金的汽车A与使用120kg复合材料的汽车B进行对比分析。汽车A的生命周期环境影响小于汽车B,但在车辆行驶至第7年之前,即累计行程为14.85×104 km,汽车A生命周期环境影响大于汽车B。     

基于参数化变形模板的圆形引脚元件视觉定位

通过分析圆形引脚元件的图像特征,提出一种基于参数化变形模板的贴片元件偏转角度与偏移量检测方法。根据元件引脚的排列形式构建变形模板,采用5个参数表征变形模板的平移、偏转和缩放。结合图像的梯度、灰度以及几何特征定义变形模板的能量函数,采用遗传算法对能量函数进行优化搜索,找到变形模板和目标图像的最佳匹配位置。研究结果表明:该方法具有很好的准确性和稳定性,对偏移量的检测误差小于0.25个像素,对偏转角度的检测误差小于0.07°,满足贴片机对视觉系统定位算法的精度要求。     

面向大型航空结构件的混联柔性制造系统概念设计与性能评估

为实现大尺寸弧形航空结构件的高效加工与快速装配,设计了一种弧形导轨加并联操作模块的新型混联柔性制造系统。首先,运用虚拟样机技术设计了柔性制造系统的结构方案。其次,建立了系统的运动学模型,推导了运动学逆解的解析表达,并分析了并联模块的奇异性;在此基础上,提出了一种基于"分层切片"思想的工作空间搜索方法,进而绘制了系统的可达工作空间。再次,采用子结构综合法建立了系统的弹性静力学模型,分析了典型位姿下并联模块在重力作用下的弹性变形,并对其进行了数值仿真验证。最后,提出了一种表征全局静力学性能的指标——平均位移指标,并用其评估了系统工作全域内的静力学性能。研究结果表明:该混联柔性制造系统兼具弧形串联机构工作空间大和并联机构刚度高、承载强的优点;在设计该混联柔性制造系统时,需特别关注重力效应引起的构件变形,且应着力提升并联模块沿x轴方向的抗弯能力和绕y轴方向的抗扭能力。     

摩擦接触约束下的非刚性装配动态卡阻楔紧分析

在装配系统的整体运动规律及弹性接触变形条件下,对装配系统进行了近刚性接触分析.在库仑摩擦模型及单面接触约束模型的基础上建立装配系统的柔顺动力学模型,根据方程系统中系数矩阵的奇异性来分析相应的卡阻、楔紧现象,得出顺利装配的无卡阻运行空间以及随着设备承载能力的增大和材料弹性的增强,楔紧的发生几率减小的规律.     

基于Inventor系统的虚拟装配技术研究

在分析了虚拟装配技术基本思想的基础上,提出了在潜油电泵零部件设计中实施虚拟装配技术应用的基础环境以及具体的实施方法和途径.并将其应用于分离器的装配过程中,得出合理的虚拟装配应用方法、建立一定的组织机构是潜油电泵机组实现虚拟装配的核心.     

天线调谐器Π形匹配网络与鞭状天线适配仿真分析

天线调谐器阻抗匹配网络对天线的适配与工作频率、网络参数、天线类型、匹配门限等因素相关。介绍了天线调谐器阻抗匹配网络的基本形式和参数配置;为获得匹配网络对天线适配性能的影响,以SG-230型天线调谐器Π形阻抗匹配网络为例,对匹配网络的匹配区域和匹配精度进行了仿真,分析了各参数对适用频段的影响,对比了理论值与实际值的差异,得到了不同条件下对匹配网络元件取值的约束;对不同尺寸的鞭状天线进行了适配仿真,对天线的适配频段、谐振频段等进行了分析讨论。分析结果表明,阻抗匹配网络适配鞭状天线时对天线尺寸,工作频段,元件取值的最优选择。     

考虑系数非定常性的成都黏土非线性蠕变本构模型

为了研究成都黏土蠕变规律,展开固结不排水三轴蠕变试验,分析了成都黏土变形的非线性特性及参数的非定常特性。结果表明：当应力小于黏土屈服强度时,蠕变以线性变形为主,包括瞬时弹性变形和黏弹性变形;当应力大于屈服强度时,蠕变以非线性变形为主,包括黏弹塑性变形,具有显著的非线性特性;蠕变过程中,黏土的弹性模量和黏滞系数均为应力和时间的函数,具有显著的非定常特性。结合元件模型理论和分数阶导数模型理论的优点,构建了考虑弹性模量和黏滞系数非定常特性的成都黏土非线性蠕变本构模型,并对模型进行了拟合验证分析,发现蠕变模型对蠕变各阶段的拟合度较高,充分发挥了元件模型和分数阶导数模型的优点,可以很好地反映成都黏土的蠕变全过程。