机械系统的刚-柔耦合模型建模方法研究

为了实现虚拟样机的精确建模,采用了虚实混合建模方法。使用机械系统三维造型软件、有限元分析软件以及多体系统动力学仿真软件建立了曲柄滑块机构刚-柔耦合虚拟样机模型。结合相应的物理样机实验,并用有关实验数据修正虚拟样机模型,分析结果表明采用虚拟样机得出的结果与实验测试结果具有较好的一致性。为机械系统刚-柔耦合混合仿真虚拟模型的构建,探索了一种可行的方法。     

机电系统新型多软件协同建模与仿真环境

针对传统机电系统虚拟样机软件的性能易受个别子程序分析能力制约的问题,综合多种仿真软件的优势,构建了一种新的模块化的多领域协同建模与仿真环境.采用Pro/Engineer、ANSYS和ADAMS建立机械系统的刚柔耦合多体动力学模型,采用AMESim和MATLAB/Simulink建立液压控制系统模型,并在MATLAB/Simulink中将两子系统模型根据参数关联有机集成,得到机电液一体化的总体模型.子系统模型和总体模型可分别用于不同系统级别的仿真研究.以某复杂机电液一体化调平系统的虚拟设计为例,便捷高效地实现了单学科领域建模和机电液集成建模与协同仿真分析.仿真实验表明该新型多软件环境能够有效支持机电系统虚拟样机的开发研究.     

机枪系统虚拟样机建模及仿真分析

以某大口径机枪系统为物理样机模型，对联合CAD建模软件Pro／E和动力学仿真软件ADAMS对其进行动力学仿真时的模型传递方法进行了研究，并以此在仿真环境中建立了机枪系统的虚拟样机模型。然后对机枪的自动机动力学和供输弹机构的运动进行了仿真分析，将仿真结果与试验数据进行了比较，并对工作弹簧进行了参数化设计。这证实了将虚拟样机技术引入自动武器研制领域的可行性，并为进一步的仿真工作奠定了基础。     

某型转管机枪刚柔耦合多体发射动力学仿真

以某型转管机枪为对象,研究了将CAD软件中复杂实体模型导入到ADAMS软件中的方法;考虑转管机枪实际射击条件下土壤本构关系和射手边界问题,建立了驻锄—土壤参数模型与人—枪参数模型;以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,采用ADAMS/Flex柔性体模块,建立了某型转管机枪刚柔耦合的虚拟样机仿真模型.通过对所建立的模型构件之间添加相互作用力,并进行多体发射动力学仿真和分析,获得了自动机运动过程中各主要部件的动力学特性.选取机枪自动机的速度和位移为校验指标,通过与试验数据中枪口响应位移比较,证明建立的刚柔耦合模型科学合理、准确有效,为该枪后期的结构优化与改进提供了模拟试验平台.     

单侧弹射发射系统故障虚拟复现与设计改进

利用虚拟样机技术对单侧弹射发射试验的故障虚拟复现及其设计改进方案的可行性进行了研究.在建立发射系统多刚体动力学模型、燃气发生器数学模型、关键部件柔性体模型和制动锥简化力学模型的基础上,应用ADAMS软件建立了该弹射发射系统的刚柔耦合多体动力学虚拟样机模型,对弹射发射故障进行了虚拟复现,提出了合理的改进建议,最后利用虚拟样机技术对设计改进方案的可行性进行了评定.通过后续成功弹射试验表明:所建立的虚拟样机模型是准确可靠的,研究结果对发射系统的优化设计具有一定的现实指导意义.     

基于UML的飞行器动力学虚拟样机仿真建模研究

建模是虚拟样机系统的基础。本文论述了飞行器动力学虚拟样机系统飞行系统仿真模型库的组成和功能,并且应用可视化面向对象建模技术明确划分导弹飞行仿真模型库类库,应用标准建模语言UML(Unified Modeling Language)设计飞行仿真模型库的用例图、活动图、类图,提高了飞行仿真模型库的可重用性,并用于导弹动力学虚拟样机的研究。     

不同路面条件下车载转管机枪动力学特性研究

以某型车载转管机枪为对象,为了研究不同路面环境对其射击精度的影响程度,采用虚拟样机技术建立了该型机枪刚柔耦合多体动力学仿真模型.综合考虑了轮胎与地面、车辆与机枪之间的相互作用关系,仿真模拟了车辆处于自由状态时,机枪在不同路面条件下的射击过程并对其进行了外弹道计算,获得了机枪射击时车辆的振动特性、枪口的响应特性以及立靶散布情况.通过对各种路面条件下的仿真曲线对比分析,得出了路面环境对机枪射击精度的影响关系.研究结果为同类武器的研究与试验提供了理论支持和方向.     

周边桁架可展开天线展开过程仿真方法

提出了一种基于虚拟样机技术的可展天线展开过程分析仿真方法.利用参数化建模技术建立各零部件的参数化模型;利用有限元分析软件通过模态分析来完成各个零部件的柔性体模型;利用系统动力学分析平台ADAMS将各零部件的模型组装成系统模型;然后将自制的摩擦学行为仿真程序或其他学科行为仿真程序嵌入系统模型中,实现可展天线的虚拟样机建模和展开过程的性能分析与仿真.给出的开发步骤和实例验证了该方法的可行性.     

某型重机枪刚柔耦合多体发射动力学仿真

以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,采用ADAMs/Flex柔性模块,建立了某型重机枪刚柔耦合的ADAMS模型.通过引入柔性枪架,对该机枪进行了刚柔耦合多体发射动力学仿真和分析,得到了全枪的运动情况和一系列的动力特性曲线.通过与试验数据相比较,表明该方法科学合理,准确有效.     

基于发射随机动力学的多管火箭虚拟样机

随机激励是影响多管火箭射弹散布的主要因素,采用传统虚拟样机建模方法只能进行确定性仿真,无法通过随机性仿真研究其随机激励。依据多管火箭发射随机动力学的理论分析,运用虚拟样机软件的二次开发功能,建立了多管火箭发射系统随机仿真模型。通过仿真实例与实炮测试结果对比,验证了所建模型的准确性和有效性,表明该方法对随机系统动力学具有一定的工程研究价值。     

多目标火力分配的系统动力学模拟

单兵种对多兵种作战的最优策略是研究多兵种对多兵种作战最优策略的基础。利用微分对策论,通过建立一对多交战的微分动力学模型,推导了单兵种对抗多兵种作战过程中火力分配最优策略的表达式,给出了推导过程。利用系统动力学的建模理论,以一对二交战为例,说明了系统动力学建模及仿真方法,建立系统动力学流图并进行了仿真。系统仿真模型编程简单,运算速度快,可实时跟踪所有中间变量,有利于对建模和计算机作战模拟不熟悉的决策人员参与设计、分析。     

扭转梁式半独立悬架建模与动态特性分析

介绍了在ADAMS环境下建立扭杆梁式半独立悬架的等效多体动力学模型和柔性体-刚体模型的方法，对两种模型进行了以定位参数变化为目标的悬架动力学仿真分析，并探讨了两种建模方法的特点。同时通过试验对两种建模方法的有效性和可行性进行了验证。该文所做的工作为轿车扭杆梁式半独立悬架的建模提供了新的方法，也为进一步的整车动力学建模和仿真以及轮胎不均匀磨损的研究打下了一定的基础。     

基于多体动力学理论的履带车辆悬挂特性仿真研究

采用实体建模的多体系统动力学方法，以某型履带车辆为例，建立了整车实体模型，分析了悬挂系统的非线性特性，并建立了悬挂系统模型。通过该型车辆的变悬挂参数仿真，分析了履带车辆整车模型的动力学特性。数值仿真和现场试验结果的对比表明，采用多体动力学方法研究车辆悬挂特性具有很高的可信度。通过对车辆乘坐舒适性的研究，得出了悬挂参数应随工况而改变（即采用阻尼可调式半主动悬挂）可改善车辆乘坐舒适性的结论。该模型能真实反映车辆行驶时的动力学特性，其建模方法还可以应用于类似车辆的动力学特性研究。     

微型足球机器人伺服控制实时仿真系统研究

基于dSPACE实时仿真技术,应用MATLAB/Simulink的系统建模方法和dSPACE系统的软硬件环境,设计开发了微型足球机器人伺服控制实时仿真系统。将实际受控对象-足球机器人放置在仿真系统回路中进行仿真研究,实时监控系统运行,在线对控制参数进行调整,并对系统的动态性能进行测试,利用测得的实验数据对机器人小车模型进行了辨识,取得了较好的控制效果。仿真结果表明,该系统是一个很好的实验研究平台。     

基于Simulink的广义执行机构仿真模型库建模

为了提高方案生成后仿真模型的建模效率,建立了基于Simulink的广义执行机构仿真模型库。该模型库将广义执行机构分为执行机构和驱动元件两类,分别建立了支持广义执行机构仿真的执行机构库和以驱动输入分类的驱动元件模型。其中执行机构库使用屏蔽实现了模型接口的封装,同时将每个模型的基本参数定义为变量来表示。设计者可通过直接搜索调用方案解对应的仿真原型或分解和手工合并相关模型文件来快速构建仿真模型。以某船载装置移动机构和惯性振动筛机构的方案设计为例说明了仿真模型库的有效性。     

6-PUS/UPU并联机器人动力学建模及仿真

对提出的一种新型6-PUS/UPU 5自由度并联机器人进行了动力学建模与仿真研究。首先利用凯恩方法对并联机器人进行动力学分析,然后Pro/E软件对并联机器人进行了建模,最后利用Adams系统仿真软件对并联机器人进行了运动学和动力学仿真,并对凯恩动力学模型算出的驱动力与Adams仿真测出的驱动力进行比较,比较结果表明实体模型和动力学模型的准确性,并为优化动力学模型参数提供了有效的方法。     

基于CNFN 的液固挤压复合材料MIMO 系统建模与仿真

针对液固挤压复合材料多输入/多输出系统的复杂非线性建模问题,提出了一种基于模糊神经网络的建模方法.在对该系统进行描述与分析的基础上,采用正交实验数据和有限元模拟数据组成样本集,利用改进的补偿模糊神经网络(CNFN)学习算法,建立了液固挤压复合材料MIMO系统的CNFN辨识模型.仿真结果表明,可以实现对双输出变量较为准确的预测,并能展现工艺参数之间的交互作用和变化规律.按所建模型的预测参数进行实验,取得良好效果,说明建模方法的可行性和有效性.     

基于广义简约梯度算法的履带车辆模型参数修正

利用多体系统动力学软件RecurDyn建立了某型高速履带车辆的多刚体动力学模型。为提高模型的准确度,首先提出履带车辆动力学模型准确度静态和动态评价指标,使模型准确度量化;然后以模型主要参数为设计变量,以评价指标为响应进行归一化参数灵敏度分析,并根据分析结果确定模型修正参数;最后利用广义简约梯度优化算法分静态和动态两种工况对模型参数进行了修正。与实测值的对比结果表明,修正后履带车辆动力学模型的准确度明显提高,证明论文提出参数修正方法的可行性和有效性。该修正方法能够有效地提高履带车辆动力学模型的准确度和仿真结果的可信度,研究成果对履带车辆动力学建模与仿真工作具有重要的参考价值。     

FMS动态仿真建模研究

基于现代设计方法的特点提出了一种面向FMS的动态仿真建模方法,并以此为核心结合面向对象及智能体等先进技术构造了FMS系统仿真的动态建模框架,同时论述了动态模型的建模机制、解决方案及关键技术,最后给出了一个面向FMS动态仿真建模的仿真环境。