基于刚-柔耦合模型的高速机车齿轮传动系统断齿故障仿真分析

用三维建模软件SOLIDWORKS对DF4B型机车走行部传动系统进行建模,并利用有限元软件ANSYS对故障齿轮进行柔性建模,再将三维模型导入动力学仿真软件ADAMS中,建立刚-柔耦合模型并进行仿真,最后分析了不同测点处的振动仿真结果。结果表明:通过对不同故障齿轮的振动信号进行频谱分析可准确的判断出故障的发生频率及故障的严重程度。通过对同一故障的不同测点进行分析可知振动信号的传递性,从而为状态监测中传感器的布置提供了理论依据。

基于刚-柔耦合模型的C80B型敞车动力学性能研究

以SIMPACK软件为多刚体动力学仿真平台、Ansys软件为柔性体仿真平台,采用在系统外将车体柔性化的建模方法建立C80B型敞车刚-柔耦合动力学模型,进行动力学性能仿真计算。在此基础上与刚体动力学模型仿真计算的动力学性能指标进行对比,分析车辆仿真模型中车体柔性化处理对动力学性能的影响。计算分析结果表明:车辆仿真模型中车体柔性化处理对车辆动力学性能的影响大于刚性车体对动力学性能的影响。

五自由度虚拟轴机床刚-柔耦合动力学模型

针对一种用于研磨自由曲面的新型虚拟轴机床,建立基于Lagrange方程的空间刚-柔耦合动力学模型。考虑虚拟轴机床整体的刚性运动与各支链弹性变形间的相互作用或耦合,将机床的各个支链和平台看作独立的子结构,建立各自的动力学方程,根据子结构之间的约束关系建立系统约束动力学方程。该方法为虚拟轴机床动力学研究提供了新的思路。

刮板输送机链环传动系统刚-柔耦合动力学建模与仿真分析

为了对刮板输送机链环结构强度进行动态校核,利用虚拟样机技术研究建立了链环传动系统刚-柔耦合动力学模型,根据刮板输送机链环传动系统实际功率的输出状态,分别对所建模型在额定功率输出、常功率输出和最大功率输出3种工况下进行立环载荷动态测试,最终得到了链环立环各仿真时刻的应力状态及应力最大节点的时间历程。本文的研究对刮板输送机链环传动系统设计、链环强度校核及链环疲劳生命周期预测具有指导意义。

基于ADAMS光学检测平台刚-柔耦合动力学模型仿真

实现高精度检测是光学检测平台研制中的关键技术,负载安装面及导轨平面的应变值是影响检测精度的重要因素。设计时,需校核检测平台在动态工作中负载安装面及承载滑块导轨平面的应变值,论证应变值是否满足系统检测精度要求。传统的分析方法将结构当作刚体无法求解该类问题,需要将结构考虑成柔性体,从而计算某处的应变值。基于ADAMS与ANSYS环境建立了光学检测平台刚柔耦合动力学仿真模型,通过该模型进行了动力学仿真求解,计算出两结构薄弱位置的应变值,校核了负载平台和导轨刚度,并通过实物实验验证了仿真分析结果。

钢轨波磨对高速车辆-道岔系统动力性能的影响

为研究钢轨波磨对高速车辆-道岔系统动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型,考虑道岔区多钢轨的柔性变形,通过数值模拟来描述钢轨表面波磨;考虑钢轨波磨的分布相位、波长、波深及通过速度等影响因素,重点分析道岔区波磨工况下轮轨垂向力和车辆部件垂向振动的变化规律。研究结果表明:在尖轨顶宽40 mm处,当钢轨波磨处于波深时变率最大的相位时,尖轨侧轮轨垂向力最大;道岔区波磨会缩短轮载过渡段长度;当波长为150 mm、波深达到0.08 mm时,尖轨侧车轮在轮载过渡段完全减载,出现瞬间轮轨分离现象;轮轨垂向力、车辆轴箱垂向振动加速度最大值与波长呈负相关,与波深、速度呈正相关。

转子偏心效应下大范围转动弹性梁外激励非线性动力学行为与振动机制

为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行,综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型,并建立转子偏心运动微分方程;基于行波叠加原理,应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦;应用时、频域分析法解析转子偏心效应下弹性梁的振动机制以及外激励下的频谱响应特性。研究结果表明:外激励响应在转子偏心效应下会衍生新的低频谐波分量,转速和激励幅值的增加会导致频域内多个低频谐波分量高于主振,易引发不同程度的间歇性振动;外激励频率提高会引起频域谱峰后移,数值仿真5~35 Hz频段的外激励,当频率为25 Hz时其低频谐波分量是主振幅值的2倍,高达0.181 mm,进而呈现明显的外激励突发性激振。因此,借助时、频域分析可有效解析具有随机性的间歇性或突发性振动产生机制,可为大型旋转柔性机械的动力学优化设计提供重要的理论基础和数据支持。

板间离缝对高速道岔转辙器区轨道动力响应的影响

为准确研究道岔板结构形式和车辆进岔姿态对板间离缝引起的轨道结构动力响应的影响,针对我国高速铁路18号单开道岔,基于车辆-轨道耦合动力学理论,考虑道岔区多钢轨与道岔板的柔性变形,建立含砂浆层离缝的车辆-板式无砟道岔刚柔耦合动力学模型,分析板间离缝对钢轨与道岔板垂向位移与加速度的影响,对高速道岔无砟轨道养护维修提供指导建议。研究结果表明:板端离缝是对轨道结构受力变形最不利的离缝型式;当板端砂浆离缝高度为0~1.00 mm时,钢轨和道岔板垂向位移以及道岔板垂向加速度随离缝高度的增加而增大,且在离缝高度从0 mm增加到0.50 mm时有较大的突变,故在实际工程中应尽量避免离缝高度超过0.50 mm,当板端砂浆离缝高度大于1.00 mm时,道岔板处于脱空状态;对于板端砂浆层离缝,随着行车速度的提高,钢轨和道岔板的垂向位移逐渐减小,道岔板垂向加速度逐渐增大。

汽车起重机伸缩臂突然卸载的瞬态响应仿真

以某型号汽车起重机伸缩臂为研究对象,用ANSYS软件得到柔性伸缩臂有限元模型后,再导入到在ADAMS软件中建立汽车起重机整机的刚-柔耦合模型.除伸缩臂外,变幅油缸、转台、底盘和支撑油缸(支腿)按刚体处理,但考虑了变幅油缸和支撑油缸中,活塞和缸套之间间隙的柔性和阻尼效应.基于转台静止和转台回转2种工况,对其进行突然卸载时的瞬态响应仿真,分别得到了臂头在竖直和水平方向的位移曲线、加速度曲线.仿真结果表明,转台回转的速度越大,突然卸载后的臂头位移、加速度和臂架的最大应力也越大;与伸缩臂最大应力随转台回转速度基本呈线性变化不同,当转台回转速度大于5°/s时,臂头加速度的变化明显变快.

装载机工作装置的机-液联合仿真模型建立和结构改进设计

装载机工作装置的机械系统和液压系统匹配不当是造成其损坏的主要原因。针对该问题,从系统匹配设计的角度出发,利用三大软件建立装载机工作装置的机-液、刚-柔耦合联合仿真模型,并且利用崛起试验数据对模型的正确性进行了验证。在极限偏载崛起工况下,保持液压系统不变,改变动臂结构参数以降低动臂的最大应力。结果表明,动臂的最大应力降低了约50%,大大提高了动臂的结构强度和可靠性。

气门摇臂铆接压机的动态仿真方法研究

实际情况中气门摇臂铆接压机构件的变形可能会对铆接精度产生影响,多刚体模型难以满足分析精度要求,因此使用ANSYS和ADAMS建立刚-柔耦合虚拟样机模型对铆接压机构件进行动态分析。为解决ADAMS中难以对有物体发生塑性变形的系统进行仿真的问题,使用DEFORM-3D对压铆过程中铆钉变形进行仿真,以得到的"压模载荷-铆钉被压入长度"曲线作为刚度在ADAMS中建立非线性弹簧力代替铆钉。这种方法使仿真更接近实际,也使仿真结果对铆接压机的控制具有指导意义。

输送机刮板链立环疲劳寿命预测方法研究

针对刮板输送机刮板链立环疲劳试验成本高、周期长的不足,利用多体动力学软件建立链传动系统的刚-柔耦合动力学模型。首先对典型工况进行仿真计算,得到立环在各仿真时刻的应力云图,并确定危险点;其次提取危险点的载荷应力时间历程,根据刮板输送机的任务剖面进行载荷处理,得到能够直接进行寿命计算的载荷谱;最后根据线性疲劳损伤累积法则进行立环危险点疲劳寿命计算,得到立环在任务剖面下的循环次数。利用虚拟样机技术进行立环疲劳寿命预测的方法,不仅可以减少疲劳试验成本,也可为将来进行整机的疲劳试验提供技术基础。

基于Matlab和ADAMS动力学仿真的采煤机可靠性仿真分析

针对专用于含硫化铁结核体的薄煤层开采的采煤机截割部,综合利用Matlab、ADAMS等工具建立模拟仿真工作环境,对设备输入负载进行动态仿真,对仿真边界条件和关键部件运行中存在的问题利用刚-柔耦合多体系统模型进行分析,据此对采煤机截割部零件进行设计和优化,降低设备设计研发成本。