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.     

RV减速器等效误差建模与参数优化

RV减速器是机器人的核心部件,其传动精度对机器人性能起着重要作用.为提高其传动精度,建立了RV减速器的传动误差的等效模型,并利用刚度经验公式对模型的参数进行求解,得到减速器的理论传动误差.在动力学模型的基础上,采用改进遗传算法对模型中的经验公式参数进行了优化.将优化得到的误差模型与通过经验公式计算出的误差模型进行对比,...     

新型内啮合齿轮压缩机的齿间接触力研究

为了使内啮合压缩机的材料选择准确、摩擦功耗减小、运行可靠性提高等，采用线弹性理论，在分别考虑缸体与外转子无间隙和有间隙的2种情况下，建立了齿面接触力计算的数学模型，该模型比有限元方法求解简单，并可得到接触力随转角的变化关系，特别是易于根据计算得到的结果合理设计和优化型线参数．研究结果表明：间隙会在很大程度上影响接触力的大小和变化规律；有间隙模型所得到的接触力数值比无间隙模型大10倍以上．考虑到实际转子压缩机中外转子和缸体之间不可避免地存在间隙，因此有间隙模型更接近于实际情况，而且在设计该压缩机时宜采用有间隙模型．     

基于变电站接地系统的改进型粒子群优化算法

由双层土壤和不等电位模型建立接地网优化目标函数,采用分合群和裂变变异的方法对传统的粒子群优化算法进行改进,解决了早熟现象和收敛速度慢等问题.以某变电所接地系统的实际参数为例建立仿真模型,Matlab仿真结果表明,相对等间距分布的80 m×60 m和120 m×100 m变电所接地系统,改进型粒子群算法优化的按指数规则分布的不等间距分布最大接触电压降低率达到了21.65%和23.45%,最大散流电流密度差降低率达到18.05%和10.26%,说明变电站接地优化设计方法能够有效降低最大接触电压和最大散流电流密度差,接地系统的安全性得到大幅提高.     

圆柱面接触刚度建模与仿真

推导了圆柱接触面周向接触间隙的表达式,以赫兹接触理论为基础,对粗糙平面接触的GW模型进行改进,建立了圆柱面接触的接触刚度模型.通过仿真得到接触力、装配间隙、接触长度、表面粗糙度等对接触刚度的影响,并通过实验进行了验证.研究结果表明:接触刚度随着接触力的增加而增加,减小接触间隙、增大接触面粗糙度可以有效提高圆柱面接触刚度.     

超环面行星蜗杆传动的多目标优化设计研究

提出了超环面行星蜗杆传动以减速器体积最小和啮合齿面间相对速度最小为目标确定传动参数的多目标优化设计方法,建立了基于多目标优化设计的数学模型.通过优化模型求解,确定了超环面行星蜗杆减速器的最优参数.最后利用优化结果完成了减速器的设计和三维建模.     

减小螺旋锥齿轮齿面加工误差的参数修正方法

针对螺旋锥齿轮加工过程中因无法避免误差而导致齿面加工精度难以保证的问题，提出螺旋锥齿轮加工误差控制模型及加工参数修正方法。首先，基于实际加工中的刀具与工件相对位置与相对运动关系，依据坐标齐次变换与啮合原理，确定加工参数与加工曲面之间的函数关系，建立螺旋锥齿轮精确齿面模型；然后，计算实际加工齿面与理论齿面的法向距离，从而建立由加工参数驱动的齿面几何误差控制模型；接着，对加工参数进行敏感性分析，选取敏感性较高的加工参数作为误差补偿模型优化变量，以提高优化效率；最后，将齿面误差最小化问题转化为最小二乘法问题，基于改进的L-M算法进行求解，得到加工参数补偿量，以此对加工参数进行修正达到减小齿面加工误差的目的。采用一对由双重螺旋法磨削加工得到的螺旋锥齿轮副作为应用实例，对该方法进行实际加工验证，结果表明：加工参数调整后，螺旋锥齿轮齿面加工误差降低了65%以上，实际测量的齿面绝对误差均不超过0.005 mm,能够满足工程实际需求，证明该方法能够有效提升齿面加工精度。该方法可为螺旋锥齿轮乃至其他复杂曲面零件加工提供一种加工误差补偿思路。     

环形腔掺铒光纤激光器频谱仿真和优化

基于掺铒光纤Giles模型,建立了环形腔掺铒光纤激光器模型,按照实际所用的σ结构激光器设定仿真参数,对前向、后向以及双向放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission,ASE)光对激光器性能的影响进行仿真,得到激光器性能优化参数。仿真结果表明在激光器起振时,是否考虑腔内的前后向ASE光对输出光功率幅值与掺铒光纤增益粒子分布影响不大,后向ASE光是导致掺铒光纤存在截止长度的原因。实验结果和仿真结果的对比表明本模型可较准确地仿真激光器的性能,可用于对实际激光器的设计进行参数优化。     

短周期地震计回转摆敏感元件优化设计与仿真

为拓展地震计有效频带范围,对回转摆进行理论分析,得出回转摆频率特性与敏感元件簧片尺寸计算公式。采用ANSYS仿真软件建立回转摆有限元仿真模型,对敏感元件进行模态和静态分析,并对敏感元件簧片尺寸进行优化设计。采用游击力锤激励法对优化前后的回转摆进行振动模态实验,测试结果表明回转摆模态频率误差在1. 01%以内,验证了优化回转摆仿真模型的合理性。采用正弦标定法测量优化前后地震计的频率特性,实验结果表明:相比于传统敏感元件地震计,优化后回转摆一阶与二阶固有频率差提高了22. 48%,地震计频带范围拓展了21. 42%,为地震计扩展频带范围提供了理论依据。     

车辆悬架系统的优化设计与动力学特性分析

为了提升含减振元件惯容器的车辆悬架系统的综合减振性能,建立了含有减振元件惯容器、弹簧、阻尼器的车辆悬架系统模型.采用遗传算法对悬架参数进行优化,基于振动功率流理论对减振元件衬套进行优化选型.通过对车辆悬架系统动力学模型进行数值求解,探究了参数优化前后车辆悬架系统的动力学响应,探讨了衬套参数对功率传递的影响.研究结果表明,相比原始设计参数,采用优化算法得到的参数能够有效改善车辆悬架系统的综合减振性能,理论计算与仿真数据的结果相互验证了所建模型的正确性,衬套的优化选型有助于进一步提高车辆悬架系统的减振性能.     

基于RV减速器有限元装配模型的摆线轮受力分析

以工业机器人普遍采用的RV减速器为研究对象,通过考虑RV减速器第一级传动中太阳轮和行星轮变形,第二级传动中针齿壳、针齿、摆线轮、曲柄轴承滚子和曲柄轴变形,针齿和针齿孔加工误差,曲柄轴承间隙及摆线轮与针齿间啮合侧隙,基于有限元法,利用ANSYS APDL建立RV减速器参数化有限元装配模型。通过有限元仿真分析得出各因素综合作用下摆线轮齿受力分布及各齿受力大小,总结出摆线轮轮辐结构变形对摆线轮受力的影响规律,为RV减速器摆线轮结构参数优化提供依据。     

风电变桨行星减速机的动力学性能仿真

利用虚拟样机技术对1.5 MW风电变桨行星减速机进行运动学、动力学仿分析,并在此基础上对箱体进行有限元模态分析。用接触力模拟齿轮啮合力的方法得出了行星减速机3级内齿圈的动载荷时域、频域变化规律,并对第3级内齿圈进行动载荷齿面接触强度校核。研究结果表明:减速机传动比仿真结果与理论计算结果相差仅为0.01,验证了建模方法的正确性;该行星传动属于具有较高可靠度的行星传动;在额定工况下,箱体固有频率与各内齿圈内齿啮合频率相差较大,不会发生共振现象。     

机器人用RV减速器曲柄轴弯曲应力分析

对RV减速器曲柄轴进行受力分析,提出曲柄轴弯曲应力分析的理论计算模型。基于有限元法,利用ANSYS APDL建立RV减速器装配体有限元分析模型,模型中考虑了关键零部件之间的接触,行星轮、曲柄轴承以及摆线轮的变形和曲柄轴承间隙,使曲柄轴弯曲应力分析更符合工程实际。对比分析理论计算结果和有限元分析结果,总结出每个曲柄轴最大弯曲应力发生的位置及曲柄轴弯曲应力的影响因素,为曲柄轴结构参数优化提供理论依据。     

机器人多指手的多目标优化抓取规划

针对有摩擦点接触条件下的多指抓取模型,借鉴人手抓取经验,提出了接触安全裕度概念.通过修正摩擦锥约束条件,建立了具有一定接触安全裕度的非线性内力优化模型,用于求解合适的接触力.为获取最优的抓取位形,将物体位姿参数作为变量,确定接触力与多指手关节力矩的关系,基于多指手关节空间内的转角位置度和相对承载能力性能指标,建立了多指抓取的多目标优化模型.最后,以三指手抓取系统为例进行了分析求解,并利用多目标粒子群优化算法进行物体位姿规划,获取了规划模型的非劣解前沿.结果表明,该方法能在保证安全抓取条件下,有效改善多指抓取的综合性能.     

内齿行星齿轮传动系统参数动态优化

在讨论啮合力变化规律和考虑惯性力的情况下，推导出三环减速器各轴承受力计算公式，并对影响轴承受力的繁育在数进行了优化，为正确设计三环减速器，减少轴承动载荷，提高使用寿命，提供可靠的依据。     

单轴转向架跨座式单轨车辆悬挂系统参数优化分析

为了改善单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能,对单轴转向架跨座式单轨车辆的结构及运行机理进行分析;运用SIMPACK动力学仿真软件,建立单轴式单轨车辆动力学仿真模型;然后,通过Isight多目标优化软件对单轴式单轨车辆悬挂系统参数进行灵敏度分析,得到车辆过弯时对导向力矩和走行轮侧偏力影响较大的参数;最后,以导向力矩与走行轮侧偏力为目标,采用改进型遗传算法进行多目标优化研究.结果表明:优化后单轴式单轨车辆的导向力矩比优化前减少了3.67%,走行轮侧偏力比优化前减少了6.30%,在一定程度上改善了单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能.     

基于车-轨耦合的轨道特种车辆横向建模及参数优化

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了路轨两用消防车在轨道上行驶的车辆-轨道耦合横向模型,并与传统轨道车辆横向模型进行比较,通过实车试验验证了车辆-轨道耦合横向模型的正确性.在此基础上,建立了多目标优化模型,并采用统一目标函数法对轨道行驶系统的悬架参数进行优化.结果表明,该优化设计方法使车身横向加速度均方根值减小了22.22%,轮轨横向作用力均方根值减小了18.63%,提高了车辆横向平稳性,降低了轮轨横向动作用.     

二级斜齿圆柱齿轮减速器齿轮传动CAD

针对展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动进行了优化设计，并利用优化结果，进行齿轮结构的计算机辅助绘图。文中的优化数学模型是以减速器的总中心距作为目标函数，以齿轮的强度要求，不干涉条件及润滑等条件作为约束条件，采用复合形法进行优化。     

基于目标函数的冷连轧轧制力模型参数自适应

为提高轧制力模型的预报精度,提出了一种基于目标函数的轧制力模型参数寻优方法该方法通过建立轧制力模型参数自适应目标函数,以变形抗力和摩擦系数模型中的自适应系数作为寻优参数,采用Nelder-Mead单纯形算法对目标函数进行求解,从而获得满足轧制力精度的模型自适应系数本文提出的轧制力模型参数自适应方法已应用于某1700mm五机架冷连轧机组.现场应用表明:采用轧制力模型参数自适应后,轧制力模型计算值与实测值的均方差由不采用自适应的129%降至32%,证明该参数自适应方法能显著提高轧制力模型预报精度,满足在线控制要求.