载重子午胎与沥青混凝土桥面全耦合瞬态接触响应的数值模拟

为了研究轮胎与路面接触响应的关系,帮助桥面沥青铺装系结构设计,利用ABAQUS有限元软件分别对传统11R22.5及新型425/65R22.5宽基胎与混凝土桥沥青铺装层在制动、自由滚动、驱动、侧偏、侧压等工况下的全耦合瞬态接触响应进行了数值模拟,结果发现:当轮胎制动或驱动加速时,接触区横向中部变形均滞后于胎缘两侧,而侧滑时纵向中部变形却滞后于前后边缘;同时,侧压工况下竖向应力、横向切应力则呈振荡曲线分布,随着远离侧压端呈振荡式衰减。

基于二轴车过桥振动响应的桥梁模态特性识别方法研究

为采用移动车辆过桥振动信号间接识别桥梁模态特性参数,达到快速检测路网桥梁群健康状况目的,研究了常规二轴车用于桥梁频率与模态振型同步识别方法。首先,理论推导了忽略车桥耦合效应情况下二轴车过桥的车桥接触点振动响应封闭解,通过前后车轴振动加速度响应的时滞信号相减构建接触点残余响应,应用双峰理想谱滤波和希尔伯特变换建立了同步识别桥梁频率与模态振型方法。其次,建立了车桥耦合振动数值有限元仿真程序,在考虑车桥耦合效应基础上验证了理论推导的准确性,并同步识别了桥梁频率与模态振型。最后,考虑更不利的路面粗糙度情况,检验了二轴车接触点残差响应的间接识别效果。研究表明在忽略车桥耦合效应情况下接触点残差响应不包含车辆和路面粗糙度影响,可以精准识别桥梁模态特性参数。数值有限元仿真证明通过车体响应间接计算接触点响应、通过桥梁节点插值计算接触点响应以及理论推导三者结果高度吻合,在路面粗糙度等级低的情况下该方法有很好效果。当粗糙度更为不利时,车桥耦合效应明显导致接触点响应残差中仍然包含车辆频率成分,对识别效果有一定干扰。采用接触点残余响应进行桥梁模态特性识别时,建议降低检测速度或优化试验车构造,抑制车桥耦合效应的不利影响。

非接触式摩擦纳米发电机电荷补偿方法

摩擦纳米发电机(TENG)是一种很有前途的环境能量收集装置,由于其发电原理为不同材料间的相互接触摩擦,使得材料磨损严重,严重降低了设备的机械耐久性和电能输出稳定性。非接触式TENG是解决材料磨损最直接有效的方法,但非接触式TENG会因为电荷量衰减而导致发电效率降低。基于此,利用摩擦电极间接触力响应的滞后特性,结合凸轮装置的行程控制方法,通过电极间低-高-低接触压力的周期性转换,实现对非接触式TENG的电荷补偿。经电荷补偿后非接触式TENG的电压增加了约50 V,电荷量增加了约20 nC,在最佳负载电阻下功率密度增加了约6 mW/m^(2),有效地提高了非接触式TENG的输出性能。此外,该电荷补偿方法可以在无需改变任何激励条件下自动切换工作模式,为非接触式TENG有效地进行电荷补偿,可为摩擦纳米发电机的寿命提升研究提供参考。

Ag-PMMA复合薄膜抗冲击性能的分子动力学研究

纳米尺度多层复合结构的动态冲击响应对半导体制造和微小粒子防护等具有重要意义。采用分子动力学方法模拟Si基底支撑的Ag-PMMA复合薄膜的抗冲击性能,通过对接触力响应、动能损耗、应力波传播、位错和损伤演化、侵彻深度等进行综合分析,解释了在衬底支撑条件下金属聚合物复合薄膜的能量耗散机制。结果表明,侵彻过程可以分为局部压缩阶段和整体变形阶段。在局部压缩阶段,Ag表面接触区域原子在高速冲击下由于应力集中效应直接转化为无定形结构,因而接触力达到侵彻过程的峰值。薄膜厚度主要在整体变形阶段产生影响:较薄的复合薄膜明显受到衬底的限制,在高速冲击下直接发生贯穿性损伤;而较厚的复合薄膜通过Ag的集体位错和PMMA的弹性变形耗散子弹动能,能够充分发挥各层材料特性。

基于二轴车接触点响应残差的简支桥梁损伤间接识别方法

为利用常规二轴过桥车辆振动响应间接识别桥梁损伤,提出了采用接触点响应残差的驱车频率成分构建瞬时振幅IAS指标,根据IAS指标局部突变特性定位和量化桥梁损伤.基于理论推导构建了二轴车通过简支梁的接触点响应残差驱车频率成分的IAS指标解析表达式,通过车桥耦合有限元仿真分析验证了IAS指标理论推导及用于损伤识别的准确性.研究表明,当车桥耦合效应可忽略时,接触点响应残差可以完全消除车体振动和路面粗糙度的影响,用于识别桥梁损伤.在考虑路面粗糙度情况下接触点残差也能准确识别桥梁多阶频率,所构建的IAS指标可以准确识别单点或多点损伤.

一个基于主手的力觉再现和反馈的机器人仿真系统(英文)

介绍了基于5自由度力觉再现装置的虚拟力觉仿真系统的实现方法.此系统中,操作者通过主手控制虚拟环境中的从手与虚拟物体相作用,虚拟环境中的接触情况如碰撞响应、形变在图形界面仿真,虚拟力通过主手装置表达.该研究有利于提高遥操作机器人的性能和增强操作者的沉浸感.

基于优化的大步长准静态线缆模拟

由于惯性和时间积分策略的原因,基于求解运动方程的动态线缆模拟往往需要较长时间进入稳定状态,因而它不适合于有着快速收敛要求的交互式虚拟装配等应用.针对此问题,提出了一个稳定快速的优化策略对线缆进行形变模拟,并着重研究了大步长、准静态模拟过程中的接触处理这一关键问题,以积极集法实现了大步长下的接触响应模拟.为提高接触响应的稳定性并避免可能的粘连问题,利用梯度信息进行接触预测,同时借助局部各向异性LM(Levenberg-Marquardt)信赖域法有效地避免抖动.在各种具有代表性的实验中,采用文中方法能在较少的迭代次数内收敛到稳定状态,收敛速度比动态模拟速度提高约一个数量级.

关于测试台架气水雾冷系统解析

在我国汽车产业核心零部件都走上了自主研发的道路,产业升级推动研发设备升级的大背景下,文章开发了一种新型的气水雾冷却系统,该系统可以提高冷却换热过程响应速率,可以在减少接触面积的前提下保证同样的冷却效果,在同样的接触面积下可以提高控制响应速度和控制精度。尤其是在动态控制过程中,动态跟随性和控制稳定性都得到了提高。该方案可以助推国内温控系统的发展,给国内各大主机厂提供一种可选的推广改善控制方案。

柔性线缆的机器人自动敷设关键技术与发展趋势

柔性线缆在机电产品中大量应用,其敷设工作是一项非常重要、但又繁琐而复杂的任务。随着机器人技术的发展和普遍应用,柔性线缆的机器人自动敷设技术逐渐引起了国内外学者的关注。柔性线缆的机器人自动敷设问题归属于柔性线缆的机器人自动规划问题,首先对柔性线缆的机器人自动规划技术的研究现状进行了总结;然后对柔性线缆的机器人自动敷设问题进行了分析,围绕平面上柔性线缆的机器人自动敷设过程,提出了柔性线缆机器人自动敷设的整体流程,介绍了其中的关键技术,包括柔性线缆的物性建模、运动学约束、碰撞接触响应、机器人单/双臂控制自动敷设和图像处理等的实现方法,并结合实例进行了仿真和实验验证;最后对柔性线缆的机器人自动敷设技术的未来发展趋势进行了总结与展望。