基于刚柔耦合模型的某车载高炮火控诸元修正方法研究

针对车载高炮射击时车体姿态对射击精度的影响问题,提出了一种基于刚柔耦合模型修正火炮射击诸元的方法。以某车载高炮为研究对象,通过建立其刚柔耦合模型对车体姿态进行预测,火控系统将获取的射击方向上的车体姿态响应实时分解到沿车头方向和垂直于车头方向,经过纵、横倾及车向反变换后由载车不稳定坐标系转换为载车地理系下,再经滤波与解相遇问题求解得到地理系下的目标诸元,随后将地理系下的目标诸元通过纵、横倾及车向变换后得到载车不稳定系下的火炮射击诸元,从而将修正后的瞄准诸元提供给火炮。为验证修正方法的可行性与适用性,以另一型车载炮为对象进行了试验验证,试验结果表明:经诸元修正后的火炮射击精度得到明显改善,火炮射击初期高低和方位弹丸脱靶量均值分别减小了53.1%和41.3%,修正效果显著,研究可为车载高炮火控射击诸元修正提供一种新思路。

自动换卷机构的纸带拼接刚柔耦合分析与试验研究

针对卷烟纸带拼接中压模纹理与拼接力设计不当,易发生纸带拼接松脱、错位和穿透的问题,基于自动换卷机构的纸带拼接原理,建立自动换卷机构刚柔耦合模型,采用数值模拟与试验测试方法,研究对辊材料、拼接力和压模纹理对纸带拼接效果的影响规律。结果表明,4种对辊材料(橡胶、尼龙、铝、钢)的纸带拼接力仿真值分别为177.1,3.50×104,1.29×106,4.45×106 MPa,仿真结果与理论值相符。设计不同压模纹理的纸带拼接试验,测算出菱形压模拼接后的纸带断裂应力为1.040 MPa,弹性模量为17.816 MPa;矩形压模拼接后的纸带断裂应力为1.802 MPa,弹性模量为28.001 MPa,菱形压模拼接质量优于矩形压模。研究为自动换卷机构的对辊材料和压模纹理设计,以及纸带拼接效果评价提供技术支撑。

基于多体动力学模型的柴油机曲轴振动特性分析

为了减少发动机故障分析曲轴系统的扭转振动,建立了由活塞、连杆、曲轴、飞轮和硅油阻尼器组成的曲轴系统三维模型。利用多体动力学仿真软件ADAMS,建立了由多自由度组成的刚性混合动力发动机系统的多体动力学模型,对其进行扭振响应仿真,对曲轴的扭振进行分析。该仿真结果具有较高的精度,该计算方法具有一定的工程应用价值。

滚筒采煤机截割部刚柔耦合动力学及扭矩轴模态分析

基于滚筒采煤机截割部的基本结构,结合刚柔耦合理论,提出一种适用于滚筒式采煤机截割部仿真分析的刚柔耦合动力学及扭矩轴模态分析方法,此种方法主要包括刚柔耦合动力学分析和扭矩轴模态分析两部分内容,可实现截割部刚柔耦合动力学分析以及扭矩轴模态分析,进而为截割部结构优化设计提供相应的参考支持。此外,研究中还会提出一种截割部优化方案,并将此方案应用于工程实践,以检验方案的有效性。

基于刚柔耦合模型的月球着陆器动力学分析

基于刚柔耦合多体动力学理论,提出了一种基于三维实体造型、有限元分析与多体动力学分析的刚柔耦合动力学仿真分析方法;利用该方法建立了月球着陆器着陆动力学模型,分别在地球重力环境和月球重力环境(1/6地球重力环境)下,对某典型着陆工况下的着陆动力学进行了仿真分析,得到了着陆器着陆的缓冲性能分析结果,包括主支柱最大缓冲行程、左右辅助支柱最大缓冲行程、最大质心加速度响应;将仿真结果与试验结果相比较,验证了着陆器动力学模型的正确性以及仿真分析方法的有效性,为今后的着陆器缓冲试验提供了动力学模型和仿真分析方法.从能量角度对月球着陆器的着陆过程进行分析,弥补了缓冲试验难以进行能量分析的不足.

基于刚柔耦合模型的行星传动固有特性分析

采用动态子结构法建立计入内齿圈柔性的行星传动刚柔耦合动力学模型,将内齿圈视为弹性连续体,导出内外约束条件下的运动微分方程,并将其与刚体构件的集中参数方程相结合,构建出系统的运动微分方程。基于所建模型,进行柔性齿圈直齿行星齿轮系的自由振动分析和相关试验验证。理论分析揭示出此类系统的振型可归结为4类:中心构件扭转振动模式、中心构件平移振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式,并给出每类振动模式的特征和降阶计算公式。数值仿真表明,内齿圈柔性使系统低阶固有频率降低,且新呈现的内齿圈振动模式对应的固有频率位于整个系统固有频率的中低频段,故在后续行星轮系的动态设计中应计及齿圈柔性的影响。振动试验则表明,内齿圈柔性对系统振动特性存在一定影响,除啮频激励和箱体结构共振外,行星传动中还存在低阶谐振现象;对于中低速工况下且太阳轮浮动的行星传动而言,减小齿圈柔性有利于降低系统振动。

基于刚柔耦合模型的变速器敲击特性

为研究变速器齿轮传动系统的敲击振动特性,专门设计了一台只包含两个档位的试验变速器。以该试验变速器为研究对象,综合考虑各零部件连接关系、齿轮内部动态激励、发动机转速波动和负载激励、轴承刚度阻尼特性以及箱体的柔性化特性,运用LMS virtual lab软件建立变速器的刚柔耦合多体动力学模型,分析了变速器齿轮系统敲击的产生条件并给出敲击时间历程与各影响因素的理论表达式,最后基于刚柔耦合模型对敲击各影响因素进行系统的分析研究。研究结果表明,通过合理地设计齿轮系统参数可以把敲击控制在理想范围内。

基于刚柔耦合模型的发射装置动力学仿真分析

为研究车载倾斜发射装置发射过程中动力学响应情况,以有限元软件和多体动力学软件为基础,建立某型导弹发射装置刚柔耦合动力学模型,研究燃气流作用、液压缸变形、发射车架变形、发射转台变形以及发射箱支架变形等因素对发射装置动态响应的影响,获得各种因素对发射箱下沉量的影响系数。研究结果表明,利用刚柔耦合模型,能够有效模拟导弹发射过程中的动力学响应过程,为发射过程扰动研究提供依据。

基于刚柔耦合模型的悬架NVH性能研究

使用有限元软件分析了橡胶衬套对悬架NVH性能的影响。柔化其他悬架部件,建立了多体动力学刚柔耦合模型。通过试验设计(DOE)分析了橡胶衬套刚度对悬架NVH性能的灵敏度并进行了优化。通过对比优化前后仿真结果,可以看出悬架中高频NVH性能得到了改善。将模型仿真与道路模拟机测试结果进行对比,验证了模型的准确性。

基于刚柔耦合模型的轿车仿真分析及试验研究

建立了基于虚拟样机软件ADAMS/CAR的刚柔耦合动力学车辆模型,并通过动力学仿真及试验对比得到验证;利用试验及仿真结果对该车的操纵稳定性进行了相关评价;最后分析了该车前悬架的偏频特性。

基于刚柔耦合虚拟样机模型的收获机振动舒适性仿真分析

采用SolidWorks、有限元分析软件与RecurDyn相结合的方式建立收获机的人-机-路面系统的刚柔耦合虚拟样机模型,以驾驶员全身振动加权加速度均方根值为评价指标,仿真模拟收获机在水稻、小麦以及油菜田行驶时的振动舒适性。结果表明,行驶速度、路面硬度、竖割刀的添加对收获机振动舒适性影响较大,路面硬度越大、收获机行驶速度越快,人体的主观不舒适性感受就越强烈;竖割刀的添加增强了人体的不舒适感。

基于刚柔耦合模型的强夯机动力学分析

履带式强夯机工作级别高,工作环境恶劣,在突然释放夯锤时,整机受到强大冲击.在ADAMS动力学仿真环境下联合Pro/E和ANSYS软件建立400 t.m强夯机整机的刚柔耦合模型,对其突然卸载工况进行仿真分析,研究卸载过程中结构件的振动响应、整机的稳定性,对柔性体的动态应力及整机动态响应参数进行分析,为整机的疲劳寿命分析及部件的设计改进与优化提供载荷谱数据.

基于刚柔耦合模型的变速器敲击评价研究

综合考虑变速器的输入转速波动、结构特点及齿轮啮合特性等因素,同时计入变速器壳体的柔性特征,合理设置边界条件,建立变速器齿轮敲击刚柔耦合仿真分析模型。以空套齿轮角速度为目标,通过台架试验检验了所建模型的有效性。依据敲击产生机理提出基于主、从动齿轮转速波动矢量和变化的敲击客观评价指标。基于校验后的仿真分析模型,在敲击工况下对常用的Jerk指标和提出的敲击客观评价指标进行计算分析,并与主观评价结果进行了对比。结果表明,提出的基于主、从动齿轮转速波动矢量和变化的敲击客观评价指标与主观评价结果具有良好的一致性。为敲击噪声客观评价提供了方法参考。

基于刚柔耦合环模型轮胎均匀性建模与分析

轮胎在生产制造过程中会不可避免地产生结构、材料、质量分布等不均匀问题。汽车即使在平稳路面上行驶,轮胎的不均匀性也会引起轴力的波动,并且轴力的高阶谐波还可能引发车辆内部的噪声问题。本研究基于刚柔耦合环模型,提出了一个用于分析轮胎几何不均匀导致的动态响应的理论模型。该模型考虑了径向尺寸偏差的影响,得到了不同垂向负荷下轮胎与路面接触压力分布和接地印痕长度,进而分析了轴头纵向力和径向力的波动,并利用试验数据进行了验证。结果表明,建立的模型可以很好地描述轮胎几何不均匀性对其受力的影响,并预测低速时径向尺寸偏差对径向力波动的影响。

基于刚柔耦合模型的混凝土泵车整机动态稳定性分析

混凝土泵车泵送过程中的整机稳定性直接影响其作业性能和施工安全,提出动态稳定性系数作为泵车作业过程中整机稳定性变化的评价指标。基于有限元软件HyperWorks和动力学分析软件ADAMS,建立了某型号混凝土泵车整机的刚柔耦合动力学模型。对臂架施加泵送激励进行整机动力学仿真,得出了泵车动态稳定性系数的变化规律。结果表明:动态稳定性系数与静态稳定性系数相比下降9.05%。该方法对分析泵车整机作业稳定性和安全性具有工程应用价值。

基于刚柔耦合仿真模型的汽车转向机构改进设计

针对SGA3550矿用汽车样车出现的转向梯形臂扭转变形问题,应用多体系统动力学方法对其进行了分析研究。应用有限元软件建立了转向横拉杆模型,计算其固有模态。结合多体动力学分析软件建立了汽车转向机构的刚柔耦合仿真模型,研究转向梯形臂在转向过程和车轮反向跳动过程中承受的扭矩,并与多刚体模型的仿真结果进行了对比。结果表明,基于刚柔耦合模型的仿真分析更为准确地反映了转向机构的动力学特征。

基于动力学递推算法的绳系卫星系统刚柔耦合多体模型

利用动力学递推算法建立了空间绳系卫星系统(TSS)的铰接柔性杆动力学模型.所研究的绳系系统包含两颗刚体绳端卫星和一段连接两颗卫星的柔绳,柔绳离散为一系列球铰连接的弹性杆,考虑杆不均匀的纵向一维形变,并利用球铰的运动模拟柔绳的弯曲和扭转;然后基于递推算法推导得出了该刚柔混合离散模型的动力学方程.数值仿真结果表明:所建立的绳系卫星系统模型能够很好地模拟空间系绳的各向摆振和扭转,此外,递推算法的引入能够有效地减少离散模型动力学方程的维数,从而大幅减少计算量.

木窗双端复合精铣加工机床主轴系统的刚柔耦合动力学建模与仿真

实现木窗的高质量加工,需要研究双端复合精铣加工机床主轴系统的动力学特性,可为其结构优化、减轻振动提供理论依据,使用软件Adams建立主轴系统的简化三维模型,计算铣床加工木窗时的切削力和主轴系统支承轴承刚度,并联合软件Ansys与Adams建立柔性主轴的刚柔耦合模型,对主轴系统进行刚性体模型和刚柔耦合模型的仿真,提取主轴质心、切削力作用点和带轮连接点处的X向、Y向、Z向的振动曲线。仿真结果表明,切削力作用点的X向和Z向振幅最大,且当主轴为柔性体时质心和切削力作用点的振幅要远远小于主轴为刚性时的情况。此研究结果表明,将主轴设为柔性体时的动力学特性更符合实际工作情况,3点的振动曲线为主轴系统的结构优化提供一定的理论依据。

基于ADAMS抓斗挖泥船吊臂刚柔混合模型动态特性研究

由于吊臂金属结构尺寸较大,其弹性变形对整机动态特性的影响不能忽略,将吊臂视为柔性体,分析吊臂柔性对抓斗挖泥船刚柔混合动态特性的影响;应用ADAMS软件中的柔性梁连接技术,将一个构件离散成若干段刚性构件,这些刚性构件间再用柔性梁连接。最后利用有限元软件MSC.Nas-tran将构件离散成细小的网格,再进行模态分析,从而构建抓斗挖泥船刚柔混合仿真模型,并对模型进行仿真动态特性研究。

基于刚柔耦合模型采样臂动态仿真研究

基于多体动力学理论和拉格朗日方程,将煤炭采样机械臂中的大臂、小臂、伸缩臂考虑为柔性臂,结合Pro/E、ANSYS和ADAMS建立刚柔耦合模型,各个机构在单独动作或者联动过程中,对采样机械臂结构件应力分布进行观察,对应力较高的部位进行补强和完善,所得到的研究结果为采样臂结构优化和疲劳寿命奠定了理论基础。