基于Matlab的挖掘机工作装置动力学方程

根据机械手结构原理 ,将液压挖掘机工作装置机器人化。运用拉格朗日功能平衡法 ,结合 Matlab软件编程运算 ,构造了工作装置的动力学模型。输入已知参数即可由程序快速、准确地输出动力学方程 。

应用ADAMS/CAR二次开发模块研究汽车操纵稳定性

为了实现汽车产品的虚拟开发,利用ADAMS/CAR二次开发模块建立了国产某小客车的整车多体系统动力学仿真模型。按照国家相关整车操纵稳定性的试验评价方法和标准,重复进行了整车稳态、转向回正等几种典型工况的仿真试验与分析。对比实车试验测试结果,主要参数项的最大仿真误差均控制在10%以内。对于实车试验测试和仿真试验测试结果均不理想的性能指标,经过参数调整可以得到比较理想的仿真结果。

挖掘装置操作臂末端轨迹控制的试验研究

对排雷机器人挖掘装置的操作臂系统进行了动力学分析 ,建立了其动力学方程 ;利用 PD反馈控制法对操作臂的末端轨迹控制进行了测试试验。测试结果表明 ,控制系统使操作臂具有较好的摆角收敛性 ;位置精度在 X方向的误差值小于 2 3mm,误差率小于 2 .3% ,在 Y方向的误差值小于 1 6mm,误差率小于 2 .0 % 。

车辆稳态转向特性中车身侧倾角的影响因素

在多体系统动力学仿真分析/车辆模块(ADAMS/CAR)基础上,二次开发了车辆动力学仿真专用模块,为预测和分析车辆的稳态回转特性提供了一个平台.仿真分析了影响国产某小客车车身侧倾角的相关因素,计算出各因素在合理取值范围内变化对车辆侧倾角的影响及其影响的灵敏度,其中以质心高度对车身侧倾度的影响最大,达到每毫米0.21(°).(m.s-2)-1.提出了改善车辆侧倾性能的几种有效措施.与实车试验测试结果相比较,利用有限元模态分析方法建立的车辆前、后桥多体动力学模型更有利于提高仿真试验精度,对车辆稳态转向特性影响的预测分析具有更高的准确性.

基于有限元的FSAE赛车车架的强度及刚度计算与分析

在新型赛车的开发设计中,计算与分析车架结构合理性及其结构静态强度和刚度,是一项重要工作.以我院开发的第二代FSAE赛车车架为例,对其进行静力学分析,计算赛车车架的强度和刚度,保证赛车车架结构强度等要求,对提高整车性能具有一定的参考价值.

基于ADAMS/CAR二次开发模块研究汽车平顺性

以ADAMS/CAR二次开发模块为平台,建立了国产某小型客车虚拟样机的多体系统动力学仿真模型。按照国家有关整车平顺性的试验评价方法和标准,进行了整车平顺性脉冲输入和随机输入行驶仿真试验分析。对比实车测试结果,主要评价指标加权振级的最大仿真误差小于5%,即仿真结果具有较高的可信度,说明在车辆设计阶段,利用此二次开发模块可对其平顺性进行有效的分析和评估。

机器人操作臂的动态特性研究

研究制作了两关节机器人操作臂 ,利用PD反馈控制法 ,对其进行了位置和轨迹跟踪实验 .在测试数据和图形处理的基础上 ,利用梯度法从理论上分析确定其数学模型各参数的估计值 ,在计算机上完成仿真研究 ,试验结果验证了该模型能实现操作臂的位置。

客车车身骨架刚度有限元分析及改进设计

以某城市客车为研究对象,利用Hyper Works软件建立该城市客车承载式车身的有限元模型。分析多种工况下车身的结构强度,计算车身骨架的静态刚度以及开口变形。针对结构设计中的不足,提出改进方案,通过结构改进前后的车身主要性能参数对比,验证改进方案的可行性。

HyperWorks在汽车白车身模态分析中的应用

以国产某小客车白车身为研究对象,利用HyperWorks软件,建立了以壳单元为主的白车身有限元模型,分析了影响白车身模态的主要因素。针对白车身的前8阶模态,将分析结果与模态试验进行了对比,结果误差可控制在10%以内。这为白车身的动力学响应分析提供了重要的模态参数,并为白车身结构的改进设计提供了理论基础。

斗轮堆取料机的斗轮及传动装置研制

针对斗轮堆取料机的悬臂结构特征 ,明确了结构优化的设计思想。比较了几种传动装置的优劣 ,采用了低速大转矩液压马达和二级行星齿轮减速的传动方案。分析选择了斗轮基本参数和马达的功率。

基于有限元的全承载式客车车身强度刚度分析

应用有限元分析方法,对某全承载式客车车身骨架在弯曲和扭转工况下进行结构强度、扭转刚度的计算分析。

多用途汽车正面碰撞特性的数值模拟

为保证驾驶员和乘员的安全性,综合运用多种有限元分析软件,建立多用途汽车的有限元正面碰撞模型。通过对正面碰撞模型进行数值模拟、分析碰撞仿真结果,得出整车动能、内能和沙漏能在碰撞瞬间的转换关系,获得碰撞过程中车身前围关键零件的能量吸收程度和变形形式,由此提出提高整车正面抗撞性的方法和措施。仿真结果表明:该方法可用于乘用车的正面碰撞等仿真分析,能达到降低研发周期、提高分析精度的目的。

两关节操作臂动态特性的试验研究

研究制作了两关节机器人操作臂 ,利用 PD反馈控制法 ,对其进行了位置和轨迹跟踪试验 .在测试数据和图形处理的基础上 ,利用梯度法从理论上分析确定其数学模型各参数的估计值 ,在计算机上完成仿真研究 ,试验结果验证了该模型具有良好的稳定性 ,能实现操作臂的位置、轨迹和速度等的精确控制 .

磁悬浮轴承结构移动平台的设计与控制仿真

根据磁悬浮轴承无直接接触摩擦与磨损的特点,设计了一种精密移动平台。移动平台在直线电机的无接触驱动和Proportional Integral Differential(简称PID)控制器的控制下,沿轴杆进行无接触摩擦阻尼的直线运动及精确定位。仿真试验结果证明,磁悬浮无阻尼结构有利于改善平台的位移输出动态性能以及提高运动控制精度;改变直线电机的性能参数及移动平台的固有振荡频率等,均可以改变平台位移输出的动态性能。精度分析表明,应用PID控制技术,控制系统本身引起的位移误差小于0.01μm,可实现0.5μm或0.1μm的位移控制精度。

转向器支座强度的试验测试和仿真分析

客车转向器支座常因焊缝疲劳裂纹而失效,目前还未能直接测得角焊焊缝处的应力分布和大小。该文将试验测试方法和有限元分析相结合,通过对支座在不同工况下测点的实测应力与有限元仿真结果进行对比分析,得出两者之间的误差,由此推算出在最大载荷时支座焊缝处的实际应力分布和大小,其理论误差小于15%。通过优化支座的结构设计,仿真分析结果显示整个支座的最大应力值可降低63%以上,该优化设计方案已经成功地应用到支座的改进设计与生产制造中。

电动导览车车架刚度强度计算与改进设计

以自主研制的金厦号电动观光导览车车架为研究对象,计算与分析了车架结构静态刚度、强度及静强度测试.对有限元分析结果提出改进截面设计参数的方案,对比改进设计前后的仿真结果,保证车架刚度强度等要求,为车架性能的进一步改善以及NVH方面研究提供参考依据.

继电器动簧片开口尺寸及其静强度分析

以仿真分析软件为研发平台,建立了车用某型号继电器的有限元模型,对继电器动簧片的开口尺寸进行选择设计,并对其进行了静态强度分析,得到继电器动簧片弹性反力与磁场吸合力的特性曲线以及动簧片在折弯处具有的最合适开口尺寸为0.4 mm×1.2 mm。改进动簧片的结构设计,为提高电寿命提供了理论依据.

微电子制造领域的磁悬浮精密定位平台的结构设计研究

利用磁悬浮技术将铁磁性平台悬浮在磁场中 ,通过线性电机无接触驱动 ,结合控制技术实现平台的快速精密定位。合理的设计将悬浮力和导向力两个磁悬浮系统合二为一 ,即结构简单 ,控制容易又能获得精确的导向精度。选用线性同步电机 ,避免了感应电机磁场感应所产生的法向力对平台的振动作用 ,有利于悬浮系统的控制。悬浮系统无接触 ,无摩擦 ,克服了磨损、金属粉尘及油脂污染等问题 ;无接触线性驱动减少了机械联结件 ,消除了联结间隙 ,减轻了重量 ,能有效提高动态响应频率和定位精度 ;这些使定位平台能够满足现代信息产业对超洁净制作环境和高精度。

磁悬浮微进给机构的PID控制

利用磁悬浮技术实现了微进给机构的运动部件与运行导轨之间的无接触支撑,消除了摩擦与磨损,克服了摩擦产生的金属粉尘污染问题。采用主动可控电磁阻尼系统,控制线圈的电流即可控制系统的阻尼,可根据实际应用场合,确定采用恒定阻尼还是时变阻尼。对磁悬浮微进给机构实施PID控制,并进行了仿真试验。结果表明:当阻尼恒定不变时,应使C_2=0.5～1.0,机构的位移控制超调量≤0.933％,绝对稳态误差值≤1.77～2.30μm;当采用时变阻尼系统时,位移控制超调量≤3.617％,绝对稳态误差值≤0.033μm,运动控制达到纳米级准确度。

磁悬浮微进给机构研究

导轨副的摩擦和磨损影响机构的进给精度 ,摩擦产生的金属粉尘使微进给机构不能满足超洁净制作环境要求。磁悬浮技术应用于微进给机构 ,可消除摩擦。结合直线电机能实现零传动的特点 ,分别设计了磁悬浮轴承形式和磁悬浮导轨形式的两种微进给机构 ,分析了它们的特点 ,阐明了进一步改善的方向。理论分析计算该微进给机构在垂直及水平方向的误差可控制在± 1 μm内 。