滚动直线导轨副可动结合部动力学建模

将滚动直线导轨副可动结合部视为一个独立无质量的八结点六面体单元,且每个结点之间相互耦合,在此基础上利用刚度影响系数法建立其动力学模型.采用实验模态分析与有限元分析相结合手段,通过非线性最小二乘法的优化方法对动力学参数进行了识别.利用振型相似进行固有频率的比较和分析,计算结果与模态试验结果符合,验证了模型的有效性,为数控机床整机动力学精确建模提供了理论基础.     

滚动直线导轨副可动结合部动力学建模

在系统分析国内外有关滚动直线导轨动力学特性研究成果的基础上,提出了一种新的直线滚动导轨副结合部动力学模型,并通过实验验证了该模型.结果表明.a.所建立的直线滚动导轨副结合部动力学模型具有通用性,可以用于任何一台使用该直线滚动导轨副的数控机床的动力学建模中;b.计算机仿真计算结果与实验结果基本一致,在侧翻和偏航两个模态处,固有频率的仿真计算值与实验值非常一致,误差不超过3%,说明了模型的有效性;c.所建立的模型可以方便地与成熟有限元软件结合.     

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。     

基于MATLAB的滚珠丝杠动力学建模与仿真分析

文章以定梁龙门加工中心工作台的滚珠丝杠为研究对象,建立了滚珠丝杠运动的动力学模型;运用MATLAB软件对工作台的进给系统进行动力学仿真分析,得到了反映滚珠丝杠动力学特性的仿真曲线,为提高滚珠丝杠的传动精度和延长使用寿命提供一些理论依据。     

考虑三维波纹度影响的深沟球轴承振动噪声计算方法研究

波纹度误差是影响滚动轴承振动和噪声性能的重要因素.以深沟球轴承为研究对象,通过自相关函数构建了轴承内外圈滚道三维波纹度模型,通过力学分析建立了内圈轴心及滚动体中心的运行轨迹的计算方法,并采用相应的声学模型,运用声源复合的方法对轴承的噪声进行定量计算.通过具体算例,研究了内圈和滚动体的声辐射特性,发现轴承的噪声辐射在空间...     

测量机滚珠丝杠Z轴伺服系统的动力学建模及补偿

在对θFXZ型测量机Z轴伺服系统的机械结构和控制系统进行分析的基础上,建立了伺服系统的动力学模型.根据受力分析,对系统的干扰力进行建模.利用对PID参数的自适应调节和干扰力的前馈补偿,实现对系统的误差补偿.实验结果表明,补偿后的跟踪误差约为补偿前的1/4,系统静差也由原来的2μm减小到0.4μm以内.该伺服系统的动力学...     

考虑锻件塑性变形的锻造系统动力学建模

提出了一种改进的锻造系统动力学建模方法,采用能够考虑锻件塑性变形的弹塑性离散弹簧模型模拟锻砧和锻件之间的接触行为.结合有限元法和拉格朗日方程建立了锻造系统在锻压过程中的动力学控制方程.通过与商业软件LS-DYNA显式有限元模型的仿真结果以及其他的结果的比较,验证了所提出模型的有效性和优越性,研究表明接触边界条件对锻造系统的动力学响应影响明显,在精确的响应计算中锻件的塑性变形效应不可忽略.     

考虑粗糙结合面的摩擦连接建模与动力学研究

文章基于Kragelsky-Demkin接触理论推导出粗糙结合面上的临界摩擦力分布,并结合Iwan迟滞非线性模型建立了一种能够描述粗糙结合面切向上非线性动力学行为的摩擦连接结构力学模型;针对结构运动呈分段线性的特点对运动进行逐段求解,结合运动在各段边界处的连续性条件,由Runge-Kutta法得到运动在整个时域的响应,并探究了激励幅值、Jenkins单元数量和接触界面粗糙度对动力学行为的影响。结果表明:建立的模型能够在考虑界面粗糙度的情况下描述界面非线性动力学的行为特征;随着外界激励幅值的增加,接触面发生滑移,结构固有频率降低,摩擦能耗所占比重上升;结构滑移量较小时,用较多数量的Jenkins单元可以获得更加精确的力学行为描述;界面粗糙度参数增大时,结构发生滑移的概率降低,单位周期的能量耗散也降低。     

考虑直线导轨影响的数控机床动态性能分析

为了提高机床产品设计的成功率,需要在产品设计完成后,物理样机制造出来之前对其进行分析和评价.直线滚动导轨是数控机床常用的重要部件,因此对采用滚动导轨的数控机床的动态性能进行分析,研究对数控机床性能的影响具有非常重要的意义.以某机床厂生产的CKS6125数控机床为研究对象,提出了机床导轨结合部特性仿真分析的有限元方法,研究了导轨支承部分弹簧阻尼单元的布置,建立了CKS6125机床进给系统有限元模型,对机床的动态性能进行分析和确认.最后采用试验的方法对有限元分析模型进行必要的验证.     

金属零件表面波纹度的测试研究

用非接触式传感器,对圆柱形金属零件进行实时测定。提出一种测试模型,並对数据处理作了解析,为波纹度误差的测量提供了一个新的方法。     

考虑驱动摩擦效应的冗余并联机构动力学建模

为了对喷管段的型面进行精确控制,设计一种可以实现姿态调整的平面3自由度4-PRR冗余并联机构,根据机构运动特点,利用闭环矢量法求解该机构运动学逆解。在运动学的基础上,结合虚功原理和牛顿-欧拉法2种动力学建模方法建立考虑驱动摩擦效应的动力学模型。首先利用虚功原理和范数最小原则建立不考虑摩擦效应情况下该机构的逆动力学模型,然后基于该动力学模型,结合牛顿-欧拉法建立考虑"库仑+黏性"摩擦效应的动力学模型,利用MATLAB软件对所建立的2种动力学模型进行工程实例仿真,得到2种情况下的驱动力曲线,分析考虑摩擦效应与否的驱动力变化规律。研究结果表明:摩擦效应对驱动力影响显著。     

考虑坡度影响的车辆行驶动力学建模与仿真

考虑横向坡度、纵向坡度与合成坡度道路特征参数对车辆动力学与轮胎垂直载荷变化的影响,基于15自由度车辆动力学模型,建立横向坡度、纵向坡度与合成坡度车辆动力学与轮胎垂直载荷变化模型,联立转向系、制动系、动力传动系、车轮与悬架模型,构建整车行驶动力学仿真模型,并在不同横向、纵向、合成坡度以及车速下进行仿真分析比较。结果表明：横摆角速度受纵向坡度的变化影响很小,但随横向与合成坡度的增大而逐渐减小,且在相同坡度下,随着车速的增大,波动幅度增大,峰值增大;前轮侧偏角受纵向与合成坡度的变化影响很小,但随横向坡度的增大而增大;侧倾角速度随横向与合成坡度的增大而先减小后增大,且在相同纵向坡度下,随车速的增大,波动幅度增大,峰值增大。     

三自由度柔性受限机器人的动力学建模

为了提高处于受限运动状态的柔性机器人的控制精度，研究了一类三自由度柔性受限机制人的动力学建模问题，将其抽象为一平面三连杆受限机器人系统，利用D^,Alembert-Lagrange原理得到了一组由机器人各关节转角和柔性连杆的振动方程表示的该机器人的动力学模型。该模型在形式上与传统的无约束刚性机器人的动力学模型非常相似，具有模型精确的特点，从而为有效地控制此类机器人系统的运动和位姿提供了理论依据。基于此动力学模型，采用MATLAB对该机器人系统进行计算机编程仿真计算。仿真计算结果表明，该机器人系统的模型是可行且有效的。     

考虑滚珠尺寸误差时滚珠螺旋副的受力和寿命分析

以外循环式滚珠螺旋副为研究对象,通过力学分析建立了一种考虑滚珠尺寸误差、计算每个滚珠受力及滚珠螺旋副寿命的计算模型。结合一个具体的算例,研究了只存在一个滚珠误差、所有滚珠存在随机性误差两种情况下尺寸误差对滚珠受力情况及疲劳寿命的影响,绘制了滚珠最大接触应力曲线,计算了滚珠螺旋副的疲劳寿命。研究结果表明:提高滚珠加工精度,滚珠螺旋副的寿命也随之增加。     

考虑材料阻尼的平动柔性梁动力学建模与仿真

利用Lagrange方程和粘弹性模型,建立了同时考虑构件变形和材料阻尼影响的平动柔性梁的动力学方程.描述构件变形时采用一次耦合动力学模型,在纵向变形中考虑了横向变形产生的耦合效果.通过算例仿真了同时考虑构件变形和材料阻尼影响的平动柔性梁的动力学响应.     

基于考虑居家隔离的新型冠状病毒的动力学建模与分析

通过构建带有居家隔离的SEIR模型,研究了隔离措施对新型冠状病毒控制的影响。以上海市2020年1月20日-3月14日共计55d的确诊感染病例数据为例,运用最小二乘法,对模型进行了参数估计与预测,并对基本再生数进行了灵敏度分析,研究了各个参数与基本再生数的相关性。数值结果显示,由活跃态人群到居家隔离态人群的转化率和传染率对疾病传播影响较大。因此,在疫情发生后,采用增大隔离状态人群的比例,减少外出等措施可以有效地阻碍疾病的发展（蔓延）,使得新冠疫情得到有效的控制。     

滚道切入磨削波纹度分析

本文从稳定性分析出发,阐明了滚道切入磨削系统处于不稳定状态,极易产生自激振动。从实验中得到自激振动振幅是逐渐增长的,反映在工件上为波纹度值增长,因此可以控制砂轮耐用度来控制滚道表面波纹度值。     

考虑热弹性的滚珠丝杠热动态特性

以传热学理论为基础,解释了一维杆传热的热弹性现象,研究了滚珠丝杠受周期变化端热源影响而产生的温度响应及变化特性.通过有限元软件对变化热源作用下滚珠丝杠的温度场和热变形进行了建模和仿真,解释了温度响应的幅值衰减特性及相位变化特性,说明了滚珠丝杠末端热变形与不同测点温度值变化之间的"超前性"和"滞后性",进一步阐述了滚珠丝杠在周期热源作用下的热动态特性.     

表面波纹度几何特征的分析

本文在分析表面波纹度和粗糙度几何特征的基础上,提出没有必要寻求一个截然分离表面波纹度和粗糙度参数的看法。采用文中提出的模糊数学分析方法,建立表面波紋度隶属函数的數学模式,并按数学模式设计的表面波纹度测量仪,它不仅能获得分离的波纹度成,而且能测得符合实际表面的波纹度值。     

考虑滚动轴承故障处塑性变形的有限元建模与动力学特性分析

针对传统动力学模型难以考虑滚动轴承故障处的塑性变形对轴承动力学特性的影响这一问题,提出了考虑滚动轴承故障处塑性变形的有限元模型并进行了动力学特性分析。首先,采用线弹性材料本构模型,在ANSYS LS-DYNA环境下建立了考虑滚动体和外圈滚道不产生塑性变形的弹/弹模型;其次,考虑滚动体过故障时产生塑性变形,采用塑性随动强化本构模型,建立了滚动体和外圈故障处都产生塑性变形的塑/塑模型;最后,考虑故障处最容易产生塑性变形,采用线弹性材料本构模型和塑性随动强化本构模型相结合,建立了滚动体产生弹性变形而故障处产生塑性变形的弹/塑模型。以上模型在轴承元件接触部位都对网格进行了均匀细化,在减少穿透量的同时提高了模型的计算精度。仿真结果表明,与以往不考虑故障处塑性变形的弹/弹模型相比,考虑故障处塑性变形的塑/塑模型和弹/塑模型的峰峰值、均方根值以及加速度信号幅值约减小了1/2,且与测试所得结果波形及幅值更具有一致性;与弹/塑模型相比,塑/塑模型滚动体与内外圈接触力大小、滚动体应变值无明显变化,得出滚动体几乎不产生塑性变形,因此在建模时可以建立仅考虑故障处产生塑性变形的弹/塑模型。