出弹平台进给系统刚柔耦合动力学建模与仿真

出弹平台进给系统属于高速进给,急启急止系统,因此能否实现高加速度、高速度以及良好的进给驱动性能是设计的关键所在。通过刚体动力学理论计算出出弹平台伺服进给系统的机电参数,运用ADAMS软件建立多刚体虚拟样机模型对机电参数和伺服电机的选型进行校验,并通过ANSYS和ADAMS软件建立进给系统的刚-柔耦合动力学模型,分析刚性体和柔性体情况下模型的输出参数,得出传动误差。仿真分析结果解决了进给系统机电参数和性能匹配的问题。     

滚珠丝杠进给系统轴向动态特性参数识别

针对滚珠丝杠进给系统轴向动态特性参数识别问题,提出在装配状态下辨识滚动结合部参数的新方法.首先,将左、右轴承副和丝杠螺母副简化为集中弹簧-阻尼单元,滚珠丝杠简化为弹性杆件,建立简谐激振力作用下系统的轴向刚度和阻尼参数辨识方程组.然后,根据激振力幅值、频率、各支撑点之间的距离和测量处的振幅等参数建立优化目标函数,采用粒子群遗传混合算法识别出轴向动态特性参数.研究结果表明,进给系统刚度和阻尼参数的辨识误差在2.56%以内,从而验证了该方法的正确性和有效性.     

直线电机进给系统机械系统动态特性研究

为了获得满意的运动精度,针对以往直线电机进给系统研究中被忽略的机械系统动态特性,利用达朗贝尔原理建立了机械系统的动力学模型,对直线电机进给实验台的机械系统动态特性及影响因素进行了理论分析和实验测试,同时分析讨论了机械系统频率特性对进给系统运动精度的影响。结果表明:尽管直线电机进给系统机械环节结构简单,但依然具有复杂的动态特性,影响系统运动精度;伺服控制速度环增益越高,机械系统进给方向固有频率越高;随着进给速度的提高,工作台各方向振动频率与幅值均增大,当速度提高1倍时,俯仰振动和偏摆振动致使工作台产生的位移波动增大2倍。     

冷辗机床进给系统的动态特性对冷辗精度的影响

进给系统对冷辗精度有很大的影响,主要在于冷辗过程是一动态的工作过程,该文在分析系统静、动态特性和工作状态的基础上,建立了简化模型,根据此模型定性分析了进给系统特性,并就其响应频率所造成的对冷辗精度的影响进行阐述,该文的分析方法对进给系统的优化设计有一定的参考价值.     

机械进给系统的运动特性及数字仿真

本文从滑动导轨面所处摩擦状态出发,建立了机械进给系统两自由度动力学模型;分析了影响进给系统稳定性的主要因素;提出了用于机械进给系统运动特性的数字仿真算法,并利用自制的试验装置对进给系统进行了动态响应试验.     

数控机床进给系统的摩擦力特性

基于FANUC数控系统FOCAS函数集提出了实现进给系统伺服电机的力矩电流和工作台位置实时采集的方法.利用三次样条函数,给出了力矩电流和工作台位置离散数据连续化的处理方法,进而提出了进给系统摩擦力辨识算法.利用试验结果,分析了进给系统摩擦力的均值特性和频谱特性,结果表明:由于丝杠螺母副与两端轴承不同轴,其摩擦力局部均值呈现悬链形式,其总体均值在低速进给时较大,随进给速度增加迅速下降;当进给速度达到一定值后,随进给速度增大,摩擦力略有增加.在进给系统工作过程中,滚动体在丝杠滚道内的周期运动、丝杠波纹度、滚动体进出丝杠螺母副及导轨滑块内循环轨道将激励起摩擦力对应的基频和倍频波动.     

考虑接触刚度的含间隙铰接副动态磨损分析

针对大多数含间隙铰接副的磨损计算都非常复杂,精度和效率不能兼得,且很少能够与含间隙铰接副系统的动力学分析动态结合起来考虑表面接触刚度对磨损影响的问题,提出了一种新的含间隙铰接副磨损分析方法。基于无质量杆-弹簧阻尼模型建立考虑接触刚度影响的含间隙铰接副系统动力学分析模型,利用非对称Winkler弹性基础模型计算接触压力分布,釆用Archard磨损理论计算接触表面磨损量,对接触表面轮廓实时更新得出含间隙铰接副的动态磨损量。分析结果表明,在表面接触刚度较小时含间隙铰接副的动态磨损严重,且随系统转速的变化呈现出不同的变化趋势,反映了不同接触刚度下含间隙铰接副的动态磨损趋势。该方法计算精度和计算效率较高且充分考虑了表面接触刚度对含间隙铰接副动态磨损的影响,对含间隙铰接副系统的设计和动力学分析及磨损预测具有一定的指导意义。     

轴承刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响

考虑在实际工况下,主轴系统安装上卡盘和工件后动态特性会发生变化,基于有限元法完成了主轴-卡盘-工件系统模型的建立,进行轴承刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响研究。研究结果表明:轴承刚度对两系统动态性能的影响规律不同,前、后轴承径向刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响较大,但两者刚度影响区间不同;前、后轴承轴向刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性影响较小,尤其对提高系统临界转速作用不大。     

人-结构耦合系统动态特性分析

研究人对结构动态特性的影响. 以木质横梁为研究对象,电子激励器为背景激励;人站立于横梁跨中,并测试人静止和拍手两种情况下结构的加速度响应,通过实测值和理论值之间的互相关性确定结构的模态参数. 研究结果表明人静止和活动时,结构的固有频率下降,阻尼增加,而人静止时阻尼增加相对较大.      

大口径舰炮摆弹机构的动态设计

根据某舰炮摆弹机构的摆弹时间与结构强度的设计要求,对摆弹机构进行了动态设计。利用摆弹机构的刚体动力学方程,获得了机构的初始设计参数;利用有限元法,得到了摆臂的Craig-Bampton模态,建立了将摆臂作柔体处理的机构动力学方程,获得了摆臂的动态应力时间历程以及在停止位置的弹药振动响应;通过对不同弹簧刚度、不同弹簧预压力、不同摆臂厚度情况下计算结果的比较分析,得到了一组满足设计要求的较佳设计参数。所采用的机构动态设计方法可提高机构设计的可靠性和准确性,为工程设计提供了依据。     

考虑模态特性的高速机床进给系统刚度匹配研究

为了得到进给系统的最优动态特性,建立了进给系统的动力学模型。采用有限元法对高速机床进给系统的部件与结合面进行刚度设计,通过分析进给系统的振动形式,找出了在各种因素下系统模态参数的变化规律,以工作台的结构设计为例,进行了合理的刚度匹配。进给系统在低频段沿进给方向振动,最显著的影响因素是工作台的质量、丝杠-螺母副接触刚度、轴承副接触刚度和丝杠自身的拉压刚度,当系统沿垂直于工作台的方向振动时,受导轨-滑块结合面刚度的影响较大。在不同导轨、滑块跨距组合参数下,对系统模态的特性变化规律进行了分析,当滑块跨距为400mm、导轨跨距为300mm时,系统模态为最优分布。研究表明,该刚度匹配设计方法可使工作台的质量减小10%,进给系统的1阶固有频率提高9%,从而验证了该方法的准确性。     

多轴精密传动实验平台设计及动态特性分析

传动实验平台的动态特性对精密减速器测试结果的精度和可靠性有重要影响。以自行研制的新型多轴精密传动实验平台为分析对象,基于赫兹接触理论提出了交叉滚子直线导轨结合部刚度的计算方法;根据交错轴减速器测试的实际工况,利用弹簧单元模拟导轨结合部的接触特性,建立了实验平台在极限位置下的动力学模型;在此基础上利用有限元方法进行了理论模态分析,获得了平台的前4阶固有频率和模态振型;最后通过样机测试对平台的动态特性加以验证,得到平台实际工况下的最大振动速度为0.487mm/s。结果表明该新型传动实验平台满足精密设备的振动标准,具有良好的动态性能。     

机床进给伺服系统非线性摩擦特性及控制补偿研究

以高速高精度数控车床为研究对象,建立了包括摩擦非线性因素的进给伺服系统综合数学模型．研究了非线性摩擦对其动态特性的影响,并采用遗传算法对模型参数进行了优化,有效地避免了采用线性优化方法时易出现的局部极小的问题,消除了因非线性摩擦而产生的“削顶”、“死区”和“突变”等不良现象．通过优化结果验证表明,系统的跟踪精度得到了较大的提高,有很好的工程实用价值．     

大口径舰炮供弹系统变幅同步摆机构分析

为解决中腹供弹系统中摆弹的同步技术问题,运用机构综合原理,对现有俄式76 mm舰炮的摆弹机构进行理论分析,建立简化的计算模型,通过自由度计算、初始位置和自适应性研究,建立了实现同步的凸轮曲线方程,掌握了中腹同步变幅摆弹技术的设计方法,为中腹摆弹的同步技术实现奠定了理论基础。     

数控机床进给系统的空载功率模型和空载功率影响因素分析

在分析数控机床关联部件能量消耗的基础上,建立数控机床进给系统的功率模型,研究进给系统的空载功率特性和影响空载功率的因素,并对1台数控机床进行仿真分析和实验验证。结果表明,进给系统的空载功率与进给速度是单调递增的二次函数关系,进给速度和负载质量影响进给系统的空载功率,但是负载质量对空载功率的影响极小。仿真分析及实验验证结果证明模型是有效的。     

大口径舰炮供弹平台控制时序设计与试验研究

为了提高某大口径舰炮供弹平台的供弹率,减少更换弹种时间,采用并行时序设计方法和MATLAB/Stateflow建模软件对大口径舰炮供弹平台的控制时序进行理论分析与建模仿真,并进行了模型样机的试验研究.仿真和试验结果表明:利用该方法设计大口径舰炮供弹平台的控制系统软件是可行的,该软件能较大地提高系统的供弹率,实现快速更换弹种,满足系统要求的各项指标.同时该方法可广泛应用于复杂机械系统的控制时序软件设计.     

液压启闭机液压系统动态特性分析

针对液压启闭机在工作时常出现低速爬行,以及加载或卸载时运动部件产生“后坐”或“前冲”的现象,在分析液压启闭机的组成及工作原理的基础上,运用经典控制理论,建立了某液压启闭机液压系统的数学模型,据此分析了该液压启闭系统的稳定性、抗干扰性和调速性,并获得了影响该系统动态特性的主要因素,并提出了改进方法．     

具有非对称阻尼网络平衡阀的动态特性分析

以具有非对称阻尼网络的LHDV型平衡阀为研究对象,建立了平衡阀控非对称液压缸的非线性数学模型,求解绘制了平衡阀阀口位移过流面积曲线,研究了重载低速超越负载液压缸下放工况时平衡阀的动态特性,获得了系统瞬态响应过程中各被控腔压力、通过各阻尼元件的流量、平衡阀主阀阀芯及液压缸位移的变化曲线.结果表明:该非对称阻尼网络具有压力削波、幅值衰减和方向阻尼作用,使平衡阀瞬态响应过程中开启比下降,阀芯运动具有快速开启慢速关闭特性,可有效抑制系统振荡;可调阻尼孔对平衡回路动态特性具有良好的微调特性,非对称阻尼网络具有良好的工况适应性.     

大导程滚珠丝杠进给系统动力学建模研究

本文通过弹性力学中的赫兹接触理论,分析了进给系统动结合部（滑块副、丝杠螺母副、轴承副）的接触刚度。考虑了丝杠的柔性并利用达朗贝尔原理,建立了进给系统的集中参数动力学模型。根据动力学模型,利用MATLAB工具进行了仿真分析,并利用比利时LMS公司提供的Test.Lab振动噪声测试模块对机床进给系统进行了实验验证。实验分析验证了理论分析的正确性。该建模方法较为准确地预测大导程滚珠丝杠副进给系统的动力学特性,为主动设计进给系统提供了理论依据。     

厂拌热再生改性沥青混合料的动态黏弹特性

为研究再生改性沥青混合料的动态黏弹特性,进行了沥青混合料性能试验(AMPT),分析了试验温度和荷载频率对再生混合料动态模量和相位角的影响规律,以及旧料掺量、再生剂和老化的作用效应,建立了动态模量主曲线.结果表明:随温度升高,不同荷载频率内,再生混合料动态模量趋于一致,而相位角呈不同的变化趋势,旧料掺量大于70%,相位角峰值消失;高温下再生混合料黏性表现充分,动态模量受加载频率影响较小;中低温时再生混合料相位角随荷载频率增大而减小,温度较高时先增大后减小,峰值及其对应的荷载频率小于新拌混合料,且随旧料掺量增加进一步减小;较宽频域内,再生混合料与新拌混合料动态模量趋于一致,与旧料掺量、再生剂及老化无关.