整合优化 推陈出新——评《分析力学与多刚体动力学基础》

结合现代高等教育的改革,介绍了《分析力学与多刚体动力学基础》一书,就该书的主要内容和特点进行了评述。

连续油管注入头夹紧机构力学分析

浮动压板和链条滚子是注入头夹紧机构中两个主要的受力零件,在使用过程中常出现损坏的情况。对夹紧机构进行了ADAMS多刚体动力学分析,得到了链条滚子质心和浮动压板铰接孔处的载荷变化规律。计算得到链条滚子质心处垂直于浮动压板方向上出现最大载荷时,浮动压板和链条滚子的相对位置。对浮动压板和链条滚子进行了ANSYS有限元接触分析,得到了二者接触区域的应力分布情况,找到了链条滚子和浮动压板各自最大应力出现的位置及原因。以上分析结果,为夹紧机构的优化设计提供了一定的理论依据。

汽车正面40%偏置碰撞驾驶员侧安全性仿真分析

为减轻驾驶员在40%偏置碰撞中受到的伤害,运用多刚体动力学分析软件(MADYMO)建立包括车体、假人、安全带、气囊等模型的某款车型偏置碰撞的乘员约束系统仿真模型。将仿真结果和实车试验碰撞结果进行对比,验证模型的准确性。在此模型基础上,研究车身绕Y轴、Z轴旋转的角度曲线,对角度波形进行优化分析。同时,研究方向盘角度、前后位移量变化对驾驶员伤害值的影响,用以指导约束系统的碰撞安全性能设计。结果表明,车体绕Z轴先急后缓旋转、方向盘向上调节后,能显著降低驾驶员头部、胸部伤害。

六支杆抗冲器性能分析

采用不同的碰撞约束在多刚体动力学分析软件中建立六支杆抗冲器的力学模型,在此基础上抗冲器的动力学性能进行分析,对六支杆抗冲器样机进行冲击试验,通过过理论分析与试验结果对比,总结得出六支杆抗冲器的冲击特性及性能设计要点。

滚切式横切剪剪刃轨迹优化分析

应用多刚体动力学仿真分析软件MD.ADAMS建立滚切式横切剪的参数化模型,通过分析得出上下剪刃重叠量曲线,利用ISIGHT集成MD.ADAMS自动化性能分析,优化重叠量曲线,提高产品性能,缩短设计周期。

校车儿童乘员约束系统的参数优化研究

为预防校车正面碰撞对儿童乘员的伤害,有必要分析和优化校车儿童乘员约束系统(CRS)参数。首先利用多刚体动力学分析软件(MADYMO),建立包括地板、前后排座椅、安全带与6岁儿童假人在内的校车乘员正面碰撞仿真模型。根据某型客车实车试验结果,验证模型的有效性。通过分析CRS参数的灵敏度,确定主要影响参数。采用正交试验的设计方法进行主要影响参数的正交优化;应用极差分析方法,得到一组最佳水平组合数据;对改进后的模型进行仿真计算,并与原模型比较。结果表明,经过优化的CRS能使6岁乘员的头部和胸部伤害指标都下降20%左右,并使伤害曲线变得更加平缓。

连续油管注入头链条系统力学分析

链条系统内滚子是连续管注入头主要的受力零件,在使用过程中常出现损坏的情况。对不同夹紧方式的链条系统进行了ADAMS多刚体动力学分析,根据在滚子质心处出现最大载荷时滚子与其他各构件的相对位置,得到了不同链条系统内滚子质心处的载荷变化规律及易损坏原因。分别对链条滚子与链轮以及链条滚子与浮动压板进行了ANSYS有限元接触分析,得到链条滚子与链轮以及链条滚子与压板接触区应力分布情况,说明了链条滚子在与浮动压板接触时更易出现损坏。以上分析结果,为注入头链条系统的优化设计提供了一定的理论依据。