基于ADAMS的六轴搬运机器人动力学仿真分析

以折弯生产线中上下料工序中所使用的六轴搬运机器人为例开展研究,首先确定了机器人的结构形式,设计了各关键零部件并建立了六轴搬运机器人的三维模型;其次基于ADAMS软件建立了搬运机器人的动力学仿真模型,对机器人的零部件材料、约束、驱动,以及载荷进行定义;最后通过对机器人进行动力学仿真模拟得到了机器人的基本运动数据。研究结果表明:所设计的搬运机器人6个轴的位移、速度、加速度、关节受力以及扭矩曲线基本上连续、无异变。六轴搬运机器人在运动过程中运动平稳、振荡较小、设计合理,为改进其结构提供了理论支撑。

缓冲器阻抗对重载列车纵向动力学性能影响仿真分析

为提升重载列车运行的安全性,借助数值仿真研究了缓冲器阻抗对重载列车纵向动力学性能的影响,分析了缓冲器阻抗特性,构建了缓冲器数据网格化模型,结合重载列车制动力、牵引力、运行阻力特性等,搭建列车纵向动力学模型进行仿真试验。研究结果表明:(1)当车钩力处于0~3.2 kN区间时可能产生脱钩等风险;车钩力大于6 kN时,能够发挥出缓冲器的最大功效;(2)随着缓冲器阻抗数值的增加,车钩疲劳损伤系数呈先下降、后稳定、再升高的趋势;(3)车钩力只有保持在2~6 kN范围内,才能最大限度降低车钩的疲劳损伤程度,保障重载列车的平稳运行。

高速短距离阻拦装置动力学建模与仿真分析

针对撞击安全性试验中橇车的高速短距离阻拦需求,提出一种基于非密封型阻尼缓冲水缸与高强度柔性阻拦索的新型高速阻拦装置。从该装置的构成与工作原理出发,考虑阻拦索的弹性变形与活塞的惯性效应,建立阻拦过程的动力学模型,获得橇车加速度、水缸压力、阻拦行程等关键动力学参数的变化特征,并与试验数据进行了对比验证,证明了所建立的动力学模型能够较为准确地反映阻拦装置的动力学特征。基于该动力学模型,分析阻拦索刚度、阻尼孔分布形式、阻尼孔面积、活塞质量等参数对阻拦性能的影响规律,结果表明:宜选用轻质高强的柔性绳索作为阻拦绳;选用大斜率双曲线型的节流孔分布方式,水缸的阻尼效果较好;节流孔面积、活塞面积在设计时应进行综合评估;在保证活塞结构强度的前提下,应尽量降低活塞的质量。

智库知识服务发展机制的系统动力学仿真分析——以中国科协为例

文章基于系统动力学的智库知识服务发展机制理论模型,以中国科学技术协会为例,借助VensimPLE软件识别模型中的关键要素及相互关系,建立适用于中国特色新型智库知识服务发展机制的仿真模型,这对验证模型的可行性和有效性具有重要的理论与实践意义。仿真分析结果显示:该修正模型是由客户知识服务需求、智库知识服务能力、智库知识服务创新思想和智库知识服务生态系统等四个关键要素组成。其中,客户知识服务需求是智库知识服务发展的驱动力,推动智库知识服务创新思想的产生和知识服务能力的提升;智库知识服务能力是满足客户知识服务需求和产生智库知识服务创新思想的保障条件,是通过应用各种知识服务模式培育的;智库知识服务生态系统是推动智库知识服务可持续发展的统一整体,且通过智库知识服务创新思想不断向客户提供专业化、全球化和品牌化的知识服务,促进客户不断产生新的知识服务需求。

基于动力学分析的农田捡石机应力动态建模与仿真

【目的】对新型“前挖后铲”式农田捡石机的设计和性能进行动力学分析,以适应不同的工作环境和石头类型,提高清理农田中石头的效率,减少对农机具的损坏,提高产品设计质量和生产质量。【方法】对农田捡石机进行三维模型创建,建立动力学模型,在冲击载荷和随机载荷的情况下进行动力学仿真,得到该型农田捡石机执行机构的一些动态数据。捡石机动力学模型建立后,通过仿真分析验证了农田捡石机系统动力学模型的合理性。【结果】新型“前挖后铲”式农田捡石机的设计参数、动力学数据表明,其满足了实际使用的基本受力要求。【结论】挖斗受到土壤和石块的反作用力,由于前一级的链传动的弹性较大,其应力值变化幅度较大,微观应力值的动态变化出入很大,容易发生损伤,因此其材料选择和结构设计很重要。

下肢外骨骼运动康复机器人的动力学分析与仿真

通过对正常人体的步态数据进行分析,提出一种下肢外骨骼机器人的鲁棒自适应PD控制策略,首先运用NOKOV三维红外捕捉系统收集正常人体步态信息,然后运用拉格朗日法分别建立单脚支撑和双脚支撑动力学模型,再根据构建的模型选取适应的控制器,最后通过MATLAB仿真验证设计的控制方式的稳定性与数据的正确性。设计的机器人髋关节和膝关节都能快速跟随到期望角度,同时通过相似函数验证机器人的运动轨迹与人体运动轨迹高度相似,表明机器人具有良好舒适性,也验证数据正确性。说明提出的控制方法是有效的,可为后续驱动源的选择等提供参考,有助于受伤运动员进行康复运动。

六足蚂蚁仿生机器人动力学仿真分析

为了验证六足蚂蚁仿生机器人的可行性,采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法对六足蚂蚁仿生机器人进行了研究。通过观察蚂蚁的组成结构和运动形态,对六足蚂蚁仿生机器人的结构和步态进行设计。使用ADAMS软件对设计模型进行了动力学仿真分析,得到了质心位移曲线、质心速度曲线、质心加速度曲线、足端接触力曲线及关节扭矩曲线,结果表明:机器人控制系统能有效的维持机器人的平衡,且在运动过程中保持稳定的状态,验证了模型结构设计及移动步态的合理性。对六足蚂蚁仿生机器人的样机进行测试,测试结果和仿真结果较为一致,验证了数值模拟方法的合理性。六足蚂蚁仿生机器人的设计可以为仿生类机器人的研发提供借鉴。

剪叉升降平台设计与多体动力学仿真分析

该文针对变电站检修工作环境设计一款液压驱动的剪叉升降平台,该平台为对称结构,工作平台为U型结构,可同时容纳2人进行检修工作。为通过虚拟样机技术对该升降平台进行结构分析与优化,首先在SolidWorks中建立该升降平台3D模型,并将其转化为Parasolid文件导入多体动力学仿真软件RecurDyn中,在RecurDyn中建立该升降平台动力学模型,进行动力学仿真求解,通过后处理分析获得液压缸推力曲线、剪叉臂及其连接轴受力状况,为后续结构优化提供参考。

箭载浮空器投放过程热力学与动力学仿真分析

基于常规浮空器上升过程的模型,建立箭载浮空器系统充气展开过程的热力学与动力学模型,利用Matlab编程的方式对具体算例进行仿真计算,详细分析了高度、压差、气体温度等随时间变化的特性。探究了投放高度、充气开始时刻降速、充气时长等因素对系统运动过程的影响。结果表明,通过合理控制上述三个变量,可以减小系统充气结束时与目标高度的距离,以减少压差和到位时间,实现充气展开过程的优化。理论模型和仿真程序可为箭载浮空器发放参数的选择提供参考。

高性能纤维混凝土的动力学特性数值仿真分析

高性能纤维混凝土(HPFRC)作为新兴建筑材料,凭借其高性能被广泛使用。然而,其在冲击荷载下的动力学特性还有待深入研究。该研究旨在通过数值仿真分析,探讨C40-HPFRC在冲击荷载增加过程中的损伤破坏问题。采用ANSYS/LS-DYNA建立C40-HPFRC的数值模型,施加冲击荷载进行仿真分析。同时,对损伤破坏的原因进行细致讨论,研究结果表明,①在冲击荷载作用下,C40-HPFRC出现不同程度的损伤破坏,当冲击荷载由0.1 MPa增加至0.3 MPa过程中,冲击荷载越大,混凝土的损伤破坏越严重;②C40-HPFRC损伤破坏后出现“留芯”现象,小冲击荷载作用下该现象比较明显,随着冲击荷载的增加该现象逐渐消失;③随着冲击荷载的增加,C40-HPFRC的冲击强度逐渐增大,冲击荷载由0.1 MPa增加至0.3 MPa过程中,冲击强度的增长幅度分别为1.8%和18.4%。

煤矿刮板输送机链传动系统动力学仿真分析

以SGB62040T煤矿刮板输送机为例,介绍一种基于有限元分析的刮板输送机链传动系统动力学仿真分析方法。首先,将链传动系统相关参数录入到UG软件内,构建出整个链传动系统模型图,之后以此为基础,模拟分析链传动系统的动力学特性,以准确寻找出链传动系统中的薄弱点,为链传动系统结构的优化设计提供支持,确保刮板输送机能够安全、稳定地运行。

基于ANSYS的空调运动门板运动机构动力学仿真分析

为了尽可能减少滑动门板运行失效,利用仿真软件对空调器的滑动门板机构进行动力学仿真分析,并结合理论分析及试验测试验证仿真结果的准确性。首先用creo软件初步设计好运动门板运动机构三维模型,再将其导入ANSYS软件中进行动力学仿真分析,结果表明运动门板总体运行平稳、机构满足强度设计要求、齿轮齿条柔性接触的最大应力为0.5 MPa,但门板启动阶段及打开的极限位置相对容易发生结构破坏,另外齿轮齿条接触区域、齿条与推板及插销接触部位等几个应力集中区域需要避免出现缩孔、缩松等缺陷。最后通过赫兹理论计算及试验测试结果也验证了模拟仿真结果的可靠性,为空调运动门板运动机构的研发提供理论参考。

矿井带式输送机电动滚筒负载特性分析与动力学仿真

文章从运动学和力学角度研究了带式输送机的传动原理,提出了一套以行星轮系作为传动装置的电动滚筒优化方案。采用有限元分析软件对电动滚筒的强度和刚度进行分析的同时,借助ADAMS软件构建电动滚筒传动系统的仿真模型,再通过工程实践验证了行星轮系作为传动装置的优化方案对电动滚筒动力学性能的显著改善,形成了一套完整的计算、设计与分析方法,为行星轮系电动滚筒的应用与研究提供了相关参考和依据。

基于ADAMS刮板输送机链传动动力学仿真分析

以SGZ730/320刮板输送机链传动系统为研究对象,借助ADAMS仿真计算软件,开展了刮板输送机链传动动力学仿真分析,包括链传动系统的运行速度、运行加速度、驱动力矩和不同速度对刮板输送机运行稳定性的影响等;结果表明,由于链传动系统多边形效应的存在,刮板输送机运行稳定之后的速度、加速度和驱动力矩均存在一定的波动现象。同时,分析了不同运行速度对刮板输送机稳定性的影响;结果表明,圆环链运行速度波动趋势随运行速度的增大而增大,生产运行过程中应适当降低刮板输送机的驱动速度,从而提高整机的稳定性。

基于瞬态动力学的汽车传动轴轴管仿真分析

针对汽车传动轴轴管在实际工况下的强度和塑性要求,采用计算机辅助设计和有限元软件对传动轴轴管进行瞬态动力学的等效应力、定向速度和结构变形仿真分析,得到塑性、变形、应变等非线性的特性分析结果和随时间变化曲线。仿真结果表明,在载荷施加到第3 s时,传动轴轴管的X方向等效应力最大为2.8065 MPa、定向速度最大为6.4526×10^(-3)mm/s、X方向结构变形最大为1.4017×10^(-3)mm、Y方向结构变形最大为2.1518×10^(-3)mm,均符合赫兹理论要求。该文仿真分析获得的传动轴轴管载荷特性,可在设计阶段评估汽车传动轴轴管的强度和塑性是否满足设计要求并进行结构优化,为进一步提升汽车传动轴轴管的结构设计合理性提供有益借鉴。

六轴装配机器人的动力学建模及ADAMS仿真分析

以六轴装配机器人为例,利用SolidWorks软件建立该装配机器人虚拟样机,然后采用拉格朗日法推导机器人的动力学方程,并利用MATLAB/Simulink模块求解关节力矩的理论值,之后利用ADAMS仿真软件进行动力学分析。仿真结果表明:机器人各关节速度、角速度等曲线都比较平滑、无突变,各关节力矩变化平稳,说明机器人结构合理,运行平稳,为之后机器人选择驱动电机、进行运动控制提供了有价值的数据信息,为实际样机开发提供了有效参考。

活塞式空气压缩机的动力学仿真与瞬态响应分析

为了得出活塞式空气压缩机曲轴结构整体受力变形的情况,利用ADAMS对活塞式空气压缩机的曲柄连杆机构进行动力学建模并进行动力学仿真。在将曲柄连杆机构视为刚体的情况下,对其进行了动力学仿真,得到活塞、连杆等部件的动力特性曲线及曲轴承受载荷的变化曲线,明确了曲柄连杆机构部件的动力学规律。然后利用ANSYS Workbench对曲轴进行了瞬态响应分析。结果表明,在一个工作周期内,曲轴产生的最大应力为99.19 MPa,应力集中主要出现在曲轴两端主轴颈处及第三主轴颈与曲柄臂的交接处,曲轴平衡重的变形较为严重,需要对其进行强度和结构上的优化。

滚珠丝杠副动力学行为仿真及滚珠磨损故障特征信号研究

滚珠丝杠副作为精密机械和数控机床等装置中最常使用的传动元件,其工作状况的优劣直接影响着整套设备能否安全稳定运行。大多数针对滚动功能部件失效形式的研究主要集中于滚动轴承,而对滚珠丝杠副的失效演变机制却鲜有论述。以滚珠丝杠副为研究对象,建立由丝杠、滚珠、螺母等关键部件组成的滚珠丝杠副三维模型,运用ADAMS软件对滚珠丝杠副进行动力学行为仿真分析以及故障特征信号研究,分析滚珠丝杠正常运行及滚珠磨损故障状态下的特征信号变化规律,最后通过对比试验值与理论值验证所提方法的有效性。结果表明:随着滚珠表面擦伤缺陷扩展,丝杠副产生的振动变得更加剧烈,频谱尖峰幅值明显增大;试验所得结果与理论值相对误差为4.67%,证明了仿真分析的准确性。

空间并联指向机构实验平台动力学建模与仿真分析

为了提高学生的动力学建模和分析能力,基于3自由度3-转动副-转动副-转动副-转动副-转动副(3-RRRRR)空间并联指向机构实验平台,开展动力学建模与仿真分析研究。首先,分析3-RRRRR空间并联指向机构实验平台的结构特征,建立并联指向机构平台的运动学模型;然后,利用拉格朗日乘子法推导并联指向机构平台的刚体动力学模型,基于四阶龙格库塔(Runge-Kutta)算法求解机构平台动力学模型,通过数值仿真分析不同驱动速度对并联指向机构平台动力学响应的影响;最后,采用ADAMS虚拟样机仿真验证动力学模型及模型求解的正确性。该研究为空间并联机构实验平台刚体动力学建模和仿真分析提供了有效方法,为机构动力学分析与控制奠定了理论基础。

基于振动激励的沥青路面压实系统动力学分析

为了研究沥青路面的阻尼和随动质量对振动加速度的影响规律,通过分析振动激励设备与沥青混合料的关系,建立二自由度动力学模型。以该模型为基础进行数学求解,得到了沥青混合料路面在接地工况下的振动加速度响应值表达式。运用Simulink对两种不同的振动激励设备进行模型仿真,得到的仿真结果表明:当达到稳态振动时振动轮加速度随时间变化波形呈正弦波;两种机型的振动加速度与路面刚度成正相关关系,其相关系数均在0.97以上。在同一刚度下,振动加速度随着阻尼的增大而减小,随着随动质量的增大而增大。研究结果均符合实际工程规律,并为后续研究沥青路面压实度连续检测技术奠定了基础。