一种基于变恢复系数的接触碰撞力模型

为了有效描述机械系统中的接触-碰撞现象,在考虑材料屈服强度和初始碰撞速度的基础上,提出一种变恢复系数模型,进而建立了一种改进的、变恢复系数的接触-碰撞模型;随后,分别以轴-轴承、球-球以及平面曲柄滑块机构为例,通过大量数值模拟和实验测试,以及二者间的对比分析,对改进模型的有效性、准确性进行了验证。研究结果表明,改进的模型能够更加准确的描述间隙铰链处的接触碰撞效应,以及间隙铰链对机械系统动态特性的影响规律。

剑杆织机打纬凸轮接触碰撞力建模与仿真

针对剑杆织机打纬凸轮副接触碰撞建模及仿真验证比较困难的问题,探讨便捷有效的接触碰撞力建模方法。首先,基于L-N接触碰撞模型,在现有接触碰撞力混合模型的基础上,改进并建立适用于打纬凸轮系统的接触碰撞力模型,进而对碰撞力及碰撞变形进行求解;其次,应用瞬态碰撞分析软件ANSYS/LS-DYNA并配合可视化软件LS-PrePost,对模型计算结果进行仿真验证;在验证结果的正确性后,分别计算碰撞初速度和碰撞点曲率半径对碰撞力和变形量的影响程度。结果表明:碰撞初始速度和凸轮曲率半径都会对碰撞过程动态响应产生影响,但碰撞初速度对系统碰撞力和碰撞变形量影响更为明显。

含间隙运动副机构的动力学特性研究

为了研究含间隙运动副机构的动力学特性的影响,综合考虑转动副轴向尺寸、材料非线性系数以及碰撞过程能量损耗等因素,建立了一种改进的非线性接触碰撞力模型,同时提出了一种用于描述间隙处摩擦作用修正的库伦摩擦模型。以曲柄滑块机构为研究对象,将上述接触碰撞力模型和摩擦力模型嵌入系统动力学模型中,进行动力学仿真分析,研究不同间隙、驱动载荷及摩擦系数对机构动力学特性的影响,并将仿真结果与试验测试数据进行对比分析。结果表明:基于改进的非线性接触碰撞力模型、修正的库伦摩擦力模型仿真计算结果,与实验结果吻合较好,能够准确、有效地描述含间隙运动副机构的动态特性。

齿侧间隙对齿轮机构响应频率的影响研究

为模拟工程应用中齿侧间隙对齿轮机构响应频率的影响,建立了含齿侧间隙的单级齿轮机构多刚体模型,探讨了轮齿弹性接触碰撞力模型的参数辨识方法。对该机构进行动力学计算,比较了不考虑齿轮副间隙的线性机构和考虑齿轮副间隙非线性机构的响应频率,定量地给出了齿侧间隙大小与该机构响应频率的对应关系。计算结果表明,齿侧间隙的存在会降低机构的响应频率,并会产生多频现象。为优化齿侧间隙的大小、提高机构动力学特性提供理论指导。

空间连杆引纬机构的刚柔耦合磨损分析

为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模;其次选取空间连杆为柔性化对象,综合Ansys与Adams分析,对空间连杆引纬机构进行刚柔耦合动力学仿真;最后将系统的动态仿真响应结果与Archard模型相结合,求解运动副磨损情况。结果表明:柔性构件可以有效缓解机构间隙碰撞的冲击作用,间隙为0.15 mm条件下,剑头加速度振荡最大幅值缩减53.2%;当间隙升至0.5 mm后,虽磨损范围大幅增加,但间隙磨损深度并未随之大幅提升。