移动机器人的动力学分析与仿真

针对移动机器人动力学建模问题,本文基于多体系统离散时间传递矩阵法,构建了移动机器人的车体与机械臂的统一整体动力学方程.并设定了机械臂各个关节的转动规律以及整体动力学方程的边界条件.最后采用MATLAB软件对动力学方程进行数值仿真.通过对仿真结果的分析,不仅验证了理论研究的正确性,也得到了各个关节的力矩大小及变化规律,便于驱动电机的选型,同时为后期的控制系统设计提供了重要的理论依据.     

C6240F车床主轴部件动态特性计算分析

以Ｃ６２４０Ｆ车床为典型例子，根据传递矩阵法原理编制程序，计算其主轴部件的静、动态特性参数。根据计算结果分析其动态特性，捐出该部件的薄弱环节，并通过调整主轴部件的结构参数进行计算和综合分析，对主轴部件结构设计提出改进意见。     

双臂移动机器人的多体动力学建模与仿真

本文基于多体系统离散时间传递矩阵法,首先构建了双臂移动机器人的车体以及机械臂各杆件的刚体模型,推导出各元件所对应的传递矩阵;然后进一步得出了双臂移动机器人分叉链式多体系统的统一整体动力学方程,综合研究了机器人内部各元件之间的运动学及动力学的关系;最后采用MATLAB软件对动力学方程进行数值仿真.通过对仿真结果的分析,不仅验证了理论的正确性,也得到了各个关节的力矩的大小及变化规律,便于驱动电机的选型,同时为后续的控制系统设计提供了重要的理论依据.     

基于整体传递矩阵法的导向工具偏心主轴动力学特性

指向式导向工具主轴是进行导向作业的关键部件之一,其动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,因此非常有必要开展工具主轴偏置状态下的动力学特性的研究。基于整体传递矩阵法,建立了指向式导向工具外壳-轴承-主轴系统动力学模型,推导出了主轴任意节点处的几何和力学方程,分析了空载工况下导向工具整体固有频率和振型,结合实例计算了不同偏心距和不同转速下的导向工具主轴测点偏移量,并利用指向式导向工具的试验台架进行了主轴测点偏移量实验验证。结果表明,实验测得的数据与理论推导的主轴测点偏移量数据非常接近,误差最大仅为6.48%,由此验证了所建力学模型的合理性。     

基于传递矩阵法的足式机器人四连杆腿部机构正向与逆向动力学分析

为了保证足式机器人腿部机构的控制准确性与实时性,利用向量代数方法,对足式机器人四连杆腿部机构进行几何运动学分析;根据有限元形函数理论,建立足式机器人四连杆腿部机构典型构件的质量离散方法;在几何运动学分析的基础上,基于力矩平衡原理,分别进行正向与逆向动力学分析;利用线性变换原理并结合传递矩阵法,建立足式机器人四连杆腿部机构正-逆向动力学统一模型,并利用Adams软件建立足式机器人四连杆腿部机构虚拟样机模型,进行正向与逆向动力学仿真实例分析。结果表明,所建立的足式机器人四连杆腿部机构正-逆向动力学统一模型与虚拟样机模型3个油缸力与3个方向足底力的误差分别小于1%与3%,验证了所建立的足式机器人四连杆腿部机构正-逆向动力学统一模型能够精确地求解油缸力与足底力。     

基于多体系统传递矩阵的柴油机配气系统动力学分析

利用多体系统传递矩阵分析柴油机配气系统的动力学特性,推导基于多体系统传递矩阵的动力学模型建模过程,建立了配气系统基于多体系统传递矩阵的单质量和二质量动力学模型.为检验该方法建模的有效性,以某柴油机配气系统为例,将以新方法建立的多体系统传递矩阵模型与多刚体系统动力学模型、GTSUITE建立的多柔体动力学模型进行比较.实验表明,多体系统传递矩阵模型较多刚体系统动力学模型对于气门的升程曲线、丰满系数等参数的计算值误差更小,且求解更简便;较多柔体动力学模型建模更方便、快捷.     

场地地震响应的二维动态有限元分析法初探

提出了一种新的地震反应分析法———二维动态有限元分析法。并对它的分析步骤及其重要参数的确定进行了阐述,重点对动态有限元的动态形函数的构造进行了分析。通过工程实例,和一维的地震反应分析法进行了比较,证实了本方法的可行性和合理性。     

基于速度矩阵法的舰炮多体发射系统动态响应分析

将舰炮多体发射系统简化为若干弹性元件铰接的准弹性模型.应用速度矩阵法进行了各刚体动力学关系的分析与计算,确定了该系统的速度矩阵及角速度矩阵,建立了舰炮多体发射系统6自由度动力学方程,通过Matlab进行矩阵及符号的运算推导,并进行了数值仿真.数值计算得到了舰炮多体发射系统中各刚体的运动规律和受力情况.最后对不同刚度参数下舰炮系统的振动响应进行分析,得到了高低机的扭转刚度与基座舰体间接触刚度的变化对舰炮发射的振动影响规律,为舰炮的结构设计及优化和提高射击稳定性提供了依据.     

含柔性关节的轮式移动机械臂的动力学分析

开展了含有柔性关节的轮式移动机械臂的动力学特性研究。基于多体系统离散时间传递矩阵法（discrete time transfer matrix method of multibody system, MS-DT-TMM）建立了车轮、车体、柔性关节和机械臂的动力学方程,进而得到平面轮式移动柔性机械臂的整体动力学模型。在不平路面的激励下,分析机器人系统的动力学特性,并讨论柔性关节对系统的影响。数值仿真结果验证了基于MS-DT-TMM模型的可行性和有效性,与刚性结果对比分析表明,由柔性关节引起机械臂的弹性振动,直接影响机器人末端的操作精度,说明考虑关节中柔性因素的必要性。     

一维复合函数形态格架的符号动力学表示

本文在一维迭代函数形态格架研究的基础上,研究一维复合函数的空间形态,通过符号动力学方法及形态算法进行构造,确定一维复合函数空间形态的定性图形。     

倍捻锭子的动力特性分析——模态综合法的应用

首先根据倍捻锭子的实际结构建立起计算模型,并详细介绍模态综合法对倍捻锭子的计算过程;另外传递矩阵法作为处理回转轴系的传统方法,这里只作简单介绍;最后运用模态测试技术对理论计算进行了校核.结果表明,理论计算和模态测试值基本吻合,这为今后对倍捻锭子的进一步研究提供依据.     

论程序正确性的证明法则——兼对McCarthy91函数定义的讨论

本文利用程序设计方法学的断言,逐步推导论证了一个正确的程序设计,并修正了McCarthy91函数的定义,严密地叙述该定义的函数值的范围。由此而引深论述了程序正确性的证明法则——Haare公里系统,逐一论述了它们在计算机程序设计中的应用和具有的深远意义。     

弹性动力学问题的常应力组合杂交有限元方法

本文将组合杂交有限元法应用于求解弹性动力学问题.位移选取标准的双线性元,应力采用分片常数.时间方向上采用中心差分格式.数值算例表明,组合杂交方法具有较好的数值精度.     

Ⅰ型动态裂纹二个扩展问题的位错分布函数

通过复变函数论的方法,对Ⅰ型动态裂纹二个扩展问题的位错分布函数分别进行了研究.采用自相似函数的方法可以获得运动裂纹的应力、位移、动态应力强度因子及位错分布函数的解析表达式.应用该法可以迅速地将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题,而后一问题可以用通常的Muskhelishvili方法进行求解,并且可以相当简单地得到问题的闭合解.利用已求得的解并通过迭加原理,就可以很容易地求得任意复杂问题的解.     

饱和土动力学问题Green函数计算的抽象集成与OOP实现

Green函数在BEM（boundary element method）计算中的降维效应、积分方程的数值直接求解和奇异解自动满足无穷远辐射条件,这些在土动力学计算问题上独特的优点,早已被研究者认同．但在计算机技术迅速发展的今天,面向对象编程在广泛开拓与应用,Green函数能在计算技术上简便地集成与抽象,实现简约编程,却一直未被发现．该文根据已有的土动力问题的Green函数计算方法,对Green函数进行了OOP（object-oriented programming）条件下的再抽象与集成．提出面向对象的计算过程,并根据作者得到两相饱和介质Green函数,成功地计算了波场法的饱和土隧道中的动力反应问题,并给出时程曲线与瞬态的振动解答．     

基于径向基函数的动态优化问题联立求解方法

提出了一种新的求解动态优化问题的联立方法.该方法不同于常用的配置法,而是采用径向基函数插值方法对动态优化问题进行全离散,得到近似的大规模非线性规划问题.离散方法使用逆Multi Quadric函数做为基函数,并采用了间接求解微分方程的策略.最后,运用所提出的方法对2个经典算例进行优化,结果显示效果良好.     

对流占优扩散问题的特征动态有限元方法

将特征线方法与建立在变网格方法基础上的动态有限元空间相结合,对于二阶线性对流占优扩散问题构造了一种全离散特征动态有限元算法,证明了算法的稳定性,并给出收敛性分析与误差估计。证明了当Mh⁴／Δt有界时,能量模误差估计是最优的;而 当Mh²／Δt有界时,L²模与能量模误差估计均达到最优,其中M为变网格的总次数, h和Δt分别为空间和时间网格参数。     

用传递矩阵法解梁的弯曲问题——兼算高次超静定罗拉的弯曲变形

本文介绍了用传递矩阵法解梁的弯曲问题,并作了归纳和说明.作者还编制了适用于各种常见类型的超静定梁、静定梁和阶梯形梁的通用程序,计算了A513细纱机罗拉的弯曲变形.     

提出问题分析问题解决问题——论《函数曲线的凹凸性》的教学

本文针对《函数曲线的凹凸性》的教学介绍了怎样利用提出问题、分析问题,解决问题。文章以《函数曲线的凹凸性》的教学为蓝本,多次围绕如何提出问题,通过分析问题的论述得到方法,最后通过方法解决问题。提出问题是属于问题的发现、问题的分析是解决问题的重要手段和途径,对学习和教学数学尤其重要,笔者在此仅作抛砖引玉,不当之处,敬请大家指正。