新型4自由度并联机构的动力学建模与分析

对虚拟轴工作台并联机构做了静力分析和动力分析.采用分析静力学的虚位移原理建立静力平衡方程,并用该方程计算了机构处于某种静力平衡状态下的平衡驱动力及力矩.采用影响系数矩阵及应用达朗贝尔原理建立了机构的动力学模型,并对并联机器人做了虚拟样机动力学仿真.机构的力分析为虚拟轴工作台样机的主动副驱动力设计提供了参考.     

断路器弹簧操动机构的等减速阶梯型缓冲器设计

针对断路器弹簧操动机构中被缓冲对象复杂、难以最小化系统机械冲击的问题,提出一种规划动触头运动求解缓冲器结构参数的方法,对侧切式阶梯型缓冲器的活塞进行设计。以某CT-IV型弹簧操动机构为例,建立缓冲器作用时操动机构的等效动力学模型,设计动触头的等减速运动规律,结合运动学分析,计算缓冲器应当提供的理想缓冲力。为保证实际缓冲力与理想缓冲力接近,根据缓冲器的缓冲动态特性,将缓冲器活塞铣面长度的设计问题转换为最大铣面间距及最小铣面长度的取值问题,根据中间位移的缓冲力与理想缓冲力相等求解每级铣面的间距。采用ADAMS与MATLAB联合仿真搭建的弹簧操动机构虚拟样机模型对设计结果进行验证,结果表明:与在运缓冲器相比,设计缓冲器断路器分闸特性曲线中的缓冲时间增加了0.005 s,缓冲末速度减小了63%,分闸特性曲线更加平缓,且未出现动触头在开断区间内停止的现象,符合实际要求。     

高压真空断路器弹簧操动机构的设计

针对 1 1 0 k V高压真空断路器弹簧操动机构总体方案设计的问题 ,阐述了分、合闸弹簧参数的确定方法 .通过理论分析和比较 ,探讨了分闸弹簧及其放置位置和合闸弹簧参数对操动机构总体方案的影响 .结果表明 :在满足机构所要求的分闸特性的前提下 ,分闸弹簧宜放置在操动机构运动链的中间行程较大之处 ,放置方位应使弹簧力的作用方向与力作用点的速度方向在分闸的整个过程中都趋于一致 .合闸弹簧则要按输出力特性曲线来设计其参数 ,且相应确定操动机构的数目 .对 1 1 0 k V真空断路器 ,采用三相双断口的操动机构设计较为适宜     

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。     

基于虚拟样机技术的钉扣机力放大机构的优化设计

对钉扣机力放大机构建立了虚拟样机,参数化虚拟样机,提出多目标统一优化模型,利用MSC公司的Adams软件进行求解,得到了理想的各目标和机构参数,实现了钉扣机力放大机构的计算机辅助优化设计.     

基于虚拟样机与模糊可靠性的弹簧优化方法

智能塑壳断路器操作机构的驱动弹簧是极其重要的零件,对断路器的主要性能有很大影响,为了提高断路器的分断能力和使用寿命,提出一种虚拟样机与模糊可靠性相结合的弹簧优化方法。首先利用断路器操作机构虚拟样机参数化模型,以手柄操作力为约束条件,动触头主轴平均分断角速度最大为目标函数,优化弹簧刚度系数。然后以弹簧模糊可靠度为约束条件,弹簧质量最轻为目标函数,建立弹簧的模糊可靠性优化数学模型,优化弹簧的结构参数。优化后的弹簧疲劳强度可靠度为0.999 9,质量减轻13.33%,动触头分断速度提高20.81%。符合智能断路器的高可靠度、小型化和分断能力强的要求。     

平行机构的失谐动态响应分析

研究目的是建立失谐平行机构虚拟样机模型,并进行失谐动态响应的仿真分析。根据多体系统动力学原理和方法,建立了机构虚拟样机模型,提出了失谐机构建模方法。以平行机构为例进行了动力学仿真,得到平行机构的动力学参数;并进行机构失谐动态响应分析及其随机响应分析。结果表明平行机构存在失谐动态响应现象,并且失谐动态响应为随机分布。提出的方法计算成本低、精度较高,为失谐机构设计分析提供了一种新的分析方法。     

一种汽轮机再热主汽阀门机构的动力学建模与虚拟样机仿真

针对汽轮机再热主汽阀门机构运行卡涩的典型问题,为描述阀轴与衬套的实际运动接触状态,考虑阀轴与衬套的装配同轴度误差,建立了径向轴承铰和阀门机构的动力学模型,并在不考虑阀轴与衬套的装配同轴度误差情况下,利用COSMOS动力学分析软件建立了阀门机构的功能化虚拟样机.通过理论分析和虚拟样机仿真,研究了装配同轴度误差对阀门机构动力学特性的影响.研究结果表明:装配同轴度误差是影响汽轮机再热主汽阀门机构动态行为的重要因素,不同的误差值对约束反力和摩擦阻力矩的变化影响显著.     

环网柜真空断路器弹簧操动机构的优化

针对真空断路器在增加触头弹簧压力时弹簧操动机构不能可靠分合的问题,在不改变储能弹簧和分闸弹簧能量的前提下,对环网柜用真空断路器弹簧操动机构凸轮轮廓、传动拐臂尺寸和角度、连板尺寸进行优化,建立优化后弹簧操动机构的数学模型,分别进行MATLAB和ADAMS仿真。MATLAB仿真结果表明,机构的出力特性与断路器的负载特性能够实现良好匹配,优化后触头弹簧压力为2 327 N,较优化前效率提高132%。动力学仿真显示,优化后的触头弹簧压力提高为2 286 N。试验表明,装配2 100 N触头弹簧压力时机构能可靠分合,合闸速度减小到065 m·s-1,合闸弹跳减小,验证了优化方案的有效性和可靠性。     

惯性圆锥破碎机的动力学特性分析

通过对惯性圆锥破碎机的结构进行分析,建立系统三维模型和虚拟样机模型.以ADAMS软件为平台进行动态仿真,分析动锥的受力和系统的破碎力,研究减振器对系统工作状况的影响.仿真结果表明:系统的破碎力平均值达6.66×105N,足以破碎合金等坚硬物料;选择适当的减振器能使系统具有更好的动力学特性.     

适用于快速保护电器的涡流斥力机构多目标优化设计

针对新型电力系统建设中对快速保护电器分断快速性的高性能要求，提出一种基于多目标多参数综合优化的快速保护电器涡流斥力机构.在涡流斥力机构工作机理分析的基础上，采用Maxwell进行机构有限元仿真，分析影响机构运动特性的关键设计参数.在现有ABB-A95(AC3)型产品基础上，沿用96 A/380 V规格的双断点触头系统，结合触头运动平均速度快与分闸末速度小的综合目标，通过NSGA-Ⅱ多目标优化算法实现涡流斥力机构的最优结构参数求解.经仿真分析与样机实验，所设计的涡流斥力机构具有较好的保护分闸运动特性，可在分闸触发2.85 ms内实现20 mm满行程快速运动，最大速度7.95 m·s^-1,末速度7.46 m·s^-1.相较于ABB-A95(AC3)分闸时间减少约15 ms,并实现快速保护电器样机50 kA短路电流可靠分断.     

基于UG和ADAMS的并联机器人的运动学与动力学仿真

以3-PRC并联机器人机构为研究对象,在UG环境下建立了并联机构的虚拟样机模型,并将实体模型导入到ADAMS环境下,实现了3-PRC并联机器人机构的运动学及动力学性能仿真分析.该方法避免了复杂运动学与动力学方程的建立与求解,简化了并联机器人的设计开发工作,也为样机的调试与控制提供了理论依据.     

基于虚拟样机的摆式客车迫导向机构的仿真研究

阐述了基于虚拟样机的车辆系统动力学仿真技术.介绍了摆式车辆迫导向机构的设计原理,利用ADAMS_RAIL系统提供的的虚拟样机环境,分析了迫导向机构参数对于摆式车辆曲线通过能力的影响,给出了合理的设计值.     

基于刚柔耦合模型的盘形闸正压力动态分析

基于ANSYS Workbench软件建立盘式制动器刚柔耦合模型,对其进行瞬态动力学仿真分析,得到了筒体、弹簧座以及调整螺母在实际工况下受力情况。比较筒体、弹簧座、调整螺母的受力与弹簧力的大小关系可以得出:在松闸工况时,弹簧座的受力情况能够更好地表征正压力变化情况;抱闸工况时,调整螺母的受力情况更能够表征正压力的变化情况,分析结果为实时获取盘式制动器正压力提供了一种新方法。     

基于ADAMS的推土机差速转向系统运动学分析

差速转向机构是现代推土机的重要组成部分,为设计性能良好的差速转向机构,根据传统计算得到的参数,利用Pro/E和ADAMS软件建立了推土机差速转向机构的虚拟样机,并介绍了虚拟样机的建造过程.通过分析转向机构实际工况,模拟了虚拟样机在原地转向、直线行驶、一般工况下的运动,得到了差速转向机构的运动学特性,验证了虚拟样机技术在差速转向机构设计中的可行性.     

摩托车发动机安装角度的优化设计

以摩托车发动机弹性系统的动力学模型为基础,以降低整车的振动为目标,通过调整摩托车发动机的安装角度,将发动机不平衡力调至车架受力大或者对力不敏感的方向上,以此来减小摩托车的振动.基于ADAMS虚拟样机技术,建立了摩托车虚拟样机模型,在理论计算的基础上,通过虚拟样机技术对发动机的安装角度进行了优化设计.研究成果应用于实践,解决了某型摩托车的振动问题.     

平面六杆机构的运动分析及仿真

采用杆组法建立机构运动分析的数学模型.基于Ture Basic编程计算机构的运动参数,为动力学分析提供依据.使用虚拟样机技术对机构进行运动学仿真,计算结果及仿真结果相互验证,证明了杆组法分析的有效性和仿真结果的可靠性.     

桥式起重机行走机构的虚拟样机建模及动态仿真研究

建立了某型桥式起重机行走机构的虚拟样机模型,基于Hertz静力弹性接触理论,对模型进行了动力学仿真分析,验证了减速器的传动比和车速,得到了减速器的角加速度、齿轮啮合力和轮轨接触力,分析了机构的平稳性.运用有限元分析软件获取了减速器输出轴的应力分布和变形.结果表明,齿轮传动和轮轨接触的刚度激励与啮合冲击激励引起的响应呈周期性变化,减速器输出轴满足强度要求.     

基于螺旋理论的3-RRR并联机构设计与仿真

基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证.     

履带机械地面力学建模及牵引性能仿真与试验

针对现有履带机构仿真模块难以适用于无支重轮式矿用履带车辆的局限性,通过分析履带-地面交互力学机理,以每块履带板与地面的力学作用为基元,根据Bekker理论建立了履带沉陷、地面垂直力、牵引力、侧向力、行驶阻力的数学模型,并基于此模型和FORTRAN语言开发了履带一地面交互力学用户子程序.将该模型结合多体动力学仿真软件ADAMS的二次开发技术,建立了某型矿用履带车辆虚拟样机模型,并进行了牵引性能动力学仿真分析.研究表明,该仿真模型能够对行驶阻力和挂钩牵引力进行分析预测,误差小于15%,在允许范围之内,可以作为履带机构牵引设计的工具,且具有更好的普适性.