齿轮传动非线性动力学键合图建模研究*

考虑齿轮时变啮合刚度、传动误差和齿面摩擦力,研究运用键合图理论建立齿轮传动非线性振动键合图模型。建立用容性元件c表示的载荷和轮齿弹性变形的键合图模型,给出用时变啮合刚度表示的容度参数Kj;提出在齿轮传动动力学建模中用流源Sf表示传动误差,并给出建模方法;考虑相对运动速度与摩擦力方向的关系,建立齿面摩擦力键合图模型。根据因果关系和功率流,得到齿轮传动非线性键合图模型的状态空间方程。结果表明键合图建模理论与方法可以用于解决齿轮非线性动力学的建模问题,研究工作是系统动力学建模研究的基础性工作。     

无壳弹枪自动机动力耦合关系研究

该文通过建立动力学模型对无壳弹枪新型自动机结构的动力耦合关系进行了理论手数值计算，分析和比较数值仿直结果，揭示了自动机，发射运动体和转膛之间的运动相互影响和参数匹配关系及某些参数对３发点射工作性能的影响规律，并讨论了由于参数不匹配而引起的武器工作异常情况及解决途径，为正确设计高频点射武器中此类新型结构提供了动力学理论分析与计算机数值仿真的研究方法。     

新型埋头弹火炮自动机结构设计与仿真

设计了一种新型埋头弹火炮自动机结构,能够实现输弹、击发和排弹筒整个火炮发射过程,与传统火炮自动机相比省去了推弹和抽壳两个动作,可大大提高射频。介绍了该新型自动机的工作原理,利用UG软件建立了三维模型,通过ADAMS软件对该机构进行了运动学仿真分析。分析表明,该结构能够实现自动机的整个工作过程,为今后埋头弹火炮的探索研究提供了一种方案。     

同轴双输出减速器的键合图模型及仿真

首先分析了两输出轴等速反转的条件;然后通过对传动系统的分析,基于键合图的基本原理建立了同轴双输出减速器的键合图模型,在模型中考虑了平均啮合刚度,转动惯量,阻尼等影响因素,根据键合图中的因果关系和功率流,推导出了键合图模型的状态方程;通过对系统进行动态特性仿真,获得了系统内部各变量随时间变化的规律,揭示了系统的传动性能和动态特性;对比不同参数下两输出轴转速的响应曲线,分析了各参数对系统动态特性的影响;最后建立了同轴双输出减速器的简化模型,进行了虚拟样机实验,并将实验结果和键合图计算结果进行了对比,发现利用键合图理论对该类减速器进行动态仿真是有效的.     

混凝土泵液压系统动态仿真

介绍了混凝泵液压系统工作过程,分析了泵送混凝土的流动状态和摆动“S”阀的运动学和动力学状态．在此基础上,用功率键合图方法建立了混凝土泵液压系统仿真模型,进行了计算机仿真,仿真结果对混凝土泵液压系统的设计和计算有一定的指导作用．     

机械系统开关类元件的混合键合图建模

针对键合图难以表达机械系统开关类元件的非线性动力学问题,以常见的干摩擦、间隙接触碰撞副和单向不可逆传动为研究对象,通过分析其作用机理,引入开关类量的混合键合图建模方法,运用功率结型结构(简称SPG)概念,提出一种新的开关类元件键合图建模方法和键合图模型。以包含干摩擦、间隙接触碰撞副和单向不可逆传动的机械系统为例,根据开关类元件的键合图模型,结合机械传动的工作原理,建立整个系统的键合图模型,提取其状态方程,并通过仿真计算予以验证。研究结果表明:该模型不仅可以统一表达开关类元件在系统不同工作模式下的动力学特性,而且其因果关系在系统处于任何运动状态时均保持不变;仿真结果验证了建模方法正确、可行。     

炮箱浮动时具有平面运动构件的火炮自动机运动方程组

本文在分析各种武器自动机的基础上,提出了典型的具体平面运动构件的火炮自动机模型,推导了两个自由度自动机的规范化的运动微分方程组及其各系数的表达式。借助微型电子计算机对23—2自动炮进行了计算,并与射击试验的实测结果进行了比较,证实了理论计算和实测结果基本一致。     

小口径自动炮FORC原理

武装直升机的出现和发展给自动炮后坐力提出了更高的要求，如何进一步降低小口径自动炮的后坐力是现代火炮技术研究中的一项重要课题。最佳后坐力控制原理（ＦＯＲＣ）是小口自动炮减小后坐力的一种新的理论和方法，该文在理论研究的基础上，分析了ＦＯＲＣ原理的特性，并以一种ＦＯＲＣ装置为例，利用系统动力学键合图理论建立了ＦＯＲＣ装置的动力学模型，进行计算机仿真，得到了其动力学过程的特性曲线，验证了ＦＯＲＣ原理的可行     

螺旋钻机变幅时机液耦合动力学的键合图建模

为了从理论上研究螺旋钻机变幅机构内在的复杂动态特性,建立较精确的变幅机构数学模型。首先,分析螺旋钻机变幅机构的工作原理和结构特点,运用键合图理论对转动铰、油缸及立柱进行模块化建模,构建变幅机构基础单元的多体动力学模型;然后,建立变幅机构液压系统驱动力的键合图模型。通过分析各子模型的动态特性及相互作用规律,根据功率流传递路径,以统一方式建立变幅机构机液耦合动力学的键合图模型。研究结果表明:变幅油缸2腔压力的数值模拟结果与试验结果较吻合,表明该模型能预测机液耦合作用下系统的动态特性,可为分析和提高变幅机构的动力学性能提供参考。     

功率键合图法分析机械手回转臂液夺系统的动特性

用功率键合图法建立了液压调速系统的键合图模型和状态方程，用该方法所求得的系统动态仿真结果，与微机辅助测试得到实际系统过渡过程响应曲线进行比较，两者基本相同。     

键合空间模型拓扑结点表示及状态方程推导

键合空间理论是系统动力事图理论的拓展。键合空间模型如同键合图模型一样可以通过图示符号模型的自动推导而得到系统的状态方程。该文首先论述了键合空间模型结点的确定法则,提出了键合空间模型结点扑表述方法,由此得到了以结点为中心的键合空间模型自动推导方法－拓扑结点法。相对于键号为中心的自动推导方法来讲,拓扑结点法可以使键合空间模型数学描术更为精练,并提高自动推导的效率。     

超高速弹丸电磁发射动力学

为了研究超高速弹丸(hyper velocity projectile,HVP)在电磁炮中发射时的弹炮刚柔耦合问题,建立身管刚柔耦合模型,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞模型,并在Adams中对刚性、柔性两种身管下的弹丸膛内运动进行仿真,获得超高速弹丸膛内运动基本特性。通过对比仿真结果得到考虑弹炮刚柔耦合作用时弹丸的横向角速度变化情况,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞力变化情况。结果表明:为获得相对准确的系统运动规律,在研究电磁炮发射动力学时需充分考虑弹炮刚柔耦合作用对系统动态响应的影响。     

管路系统中热沥青流动特性的动态建模与仿真

为了实现管路系统中热沥青流动的动态特性描述以解决沥青过程控制的精度问题,提出了基于键合图理论的热沥青管路系统模型的方法,即在热沥青管路系统温度一定的条件下,近似地用键合图理论构建热沥青这一非牛顿流体模型以及系统中的管道、泵、阀、流量计等各零部件模型,实现易于描述的管路系统中热沥青流动特性的工程化图示解法,为沥青管路系统...     

多体动力学在某高炮减振中的应用研究

该文应用多体动力学对某高炮进行了减振研究,建立了考虑连发效应、动力响应和结构特性的高炮多体动力学模型,并采用带有操作指令的软件可仿真计算火炮系统的动态特性,结果表明,增加起落部分的转动惯量和改变炮身的凸肩位置可以显著地减小高炮连发射击时的炮身振动,这为提高高炮射击精度和指导结构设计提供了依据。     

系统结构解析中可达性矩阵的计算

在区域环境规划、城市规划设计、大型企业计划等这些社会大系统方面,常常希望能够较科学地绘制出系统的结构模型图,使整个系统的因果关系一目了然,能够作为给各级领导和有关专家分析、诊断、规划、决策的参考。系统结构解析方法即是解决这一类问题的较好的方法。在系统结构解析过程中要通过邻接矩阵计算有向图的可达性矩阵,当处理的问题较复杂,因而矩阵的规模较大时,求可达性矩阵的计算量是非常大的。本文讨论可达性矩阵计算的优化问题。     

含受控源电路节点矩阵分析的研究

就利用网络图论进行电路节点矩阵分析时，如何处理受控源的问题，提出了一种新的方法，这种方法简化了运算过程，能把节点方程直接写出，使网络分析的系统化更加便捷。     

煤与氧反应动力学数学模型及其求解

研究煤自然发火的核心是研究煤自然发火机理.在煤氧复合作用学说基础上,建立了煤与氧反应动力学数学模型,通过该模型并结合实验数据,能计算出煤在氧化过程中的一系列动力学参数.计算实例表明,该模型所计算的各项参数能充分反映煤与氧反应的特征,为探索煤自然发火机理以及如何评价煤自然发火危险性提供了一条可行的技术途径.表3,参6.     

连续冲裁模计算机辅助设计

本文叙述了连续冲裁模计算机辅助设计的内容与方法.提出了连续模条料排样的设计准则以及应用人工智能知识与图论自动进行条料排样的原理与模型.     

数控车床进给系统的建模与仿真

根据机械动力学原理建立了机床进给传动系统的数学模型,利用MATLAB软件中的动态仿真工具Simulink构建了车床进给系统的仿真模型,获得了反映系统性能的仿真曲线。利用仿真模型分析了间隙、死区等非线性因素对系统精度的影响,并给出了提高传动系统性能的措施。为机械传动系统的设计、参数的选择以及性能的改进提供理论依据。     

一种小口径自动炮复合型减后坐技术研究

提出了将高效的膛口制退器、时延式喷管气流反推减后坐装置和新型阻尼可调高吸能缓冲器3者有机结合的复合型减后坐力技术,实现大幅度降低小口径自动炮连发射击时的后坐力.建立了该自动炮复合型减后坐刚柔耦合数学模型.经过仿真分析,计算结果曲线与试验曲线基本相符.试验数据表明,复合型减后坐力技术能够有效使自动炮后坐力显著降低.为今后低后坐身管武器的研究提供了理论依据和应用参考.