柔性机器人动力学分析的有限段方法

研究了柔性机器人动力学分析的一种新的计算方法,这种方法建立在凯恩方程和休斯敦方法的基础之上,通过引入有限段模型来计及柔性的影响。有限段方法能应用于具有变截面和非对称截面的梁式部件在复杂运动条件下的动力学分析,并且具有极其简单的表达形式。该建模方法和计算结果得到了有限元方法和解析计算结果的验证。

舱段有限元模型中弯扭剪计算程序的开发及应用

以MSC．Patran软件为平台，利用其提供的PCL语言通过二次开发的形式，开发了适用于舱段有限元模型弯矩、扭矩、剪力计算的程序模块。简单介绍了该程序在某矿砂船上的应用过程，取得了计算速度快、计算结果更准确等效果。

带辅助轮摆臂的履带式机器人越障能力分析

履带式移动机器人因具有良好的环境适应性被广泛应用于军事和安全领域。为了改善现有摆臂履带式机器人结构复杂、重量和体积较大等不足,进一步提高其越障能力,提出一种带辅助轮摆臂的履带式移动机器人,设计该机器人的几何模型,分析其越障机理,推导摆臂的正逆运动学方程,分别建立有/无滑移条件下机器人的运动学模型。采用柔性体有限段模型法建立履带的多体动力学仿真模型。通过履带滑转率、机器人主体质心高度,履带与地面接触力及摆轮受力的变化,综合分析该机器人越障时的动力性能。在越阶、爬坡和越沟壑不同工况下,提出的带辅助轮摆臂的履带式机器人表现出良好的越障性能。

脊柱胸腰段及其压缩骨折有限元模型的建立及意义

目的：通过将正常人体脊柱胸腰段（T11～L2）的CT图像纳入Mimics和Ansys软件,构建正常人体脊柱胸腰段及单纯胸腰段椎体压缩性骨折的三维有限元模型,并探讨其意义。方法：将正常人体的脊柱胸腰段CT图像以Dicom标准直接输入Mimics12.01软件,并建立胸腰段椎体、韧带、椎间盘的三维几何面网络模型,并确立单元类型及材料属性。然后将实体模型导入Ansys12.0有限元软件中,生成正常人体脊柱胸腰段三维有限元模型,在此基础上再生成单纯胸腰段椎体压缩性骨折的三维有限元模型。结果：获取完整、精确、逼真的胸腰段有限元模型。结论：建立两个三维有限元模型,并通过后期的有限元力学分析,对单纯胸腰段椎体骨折的诊疗具有重大意义,尤其对运用复位床托治疗单纯胸腰段椎体压缩性骨折的新型疗法及其作用机制的研究,对推广和提升其疗效有具有指导意义。

利用腰椎运动节段三维有限元模型云图变化分析按压手法

目的：应用三维有限元模型研究模拟腰部按压手法时腰椎内部结构变化。方法：使用ADINA有限元软件建立腰椎多节段三维有限元生物力学模型，模拟按压手法的条件。结果：当模拟按压作用力加至最大300N时，从椎间盘、纤堆环、髓核云图的位移变化综合比较得出：后伸10°位时临床治疗效果最好，其次为水平位时，最后为前屈30。位时的治疗效果。结论：应用三雏有限元模型可以很好的模拟各种腰部按压手法的状态，并可以得到与生物力学实验基本一致的结果，为研究腰部按压手法作用机理提供了一个好的实验手段。

变截面多跨箱梁桥剪滞效应分析

应用作者建立的有限段模型，对变截面多跨箱梁桥进行剪滞效应分析。探讨了变截面箱梁桥剪滞效应随梁的梁高比ｈ／Ｈ和宽跨比ｂ／Ｌ以及荷载形式等因素变化的影响，并编制了实用图表，可供工程设计参考。本文的计算结果与模型试验结果以及其它方法分析值作了比较，吻合良好。为变截面连续梁桥或刚构桥的剪滞计算提供了重要资料。

拖曳系统拖曳动态过程仿真分析

对于海洋缆索系统,论文针对传统有限段法的不足,提出改进的缆索有限段法,缆索离散为若干弹性缆段组成的多柔体系统,根据缆索的特点选择适当的参考系和广义速率,引入有限元法中的形函数描述段内各点位移,根据Kane方程推导改进缆索有限段模型的运动方程。基于改进的缆索有限段法,提出了模拟拖曳缆索释放-回收过程的变拓扑结构模型,即用可变长度缆段长度的变化和缆段数量的改变建模缆索的释放和回收过程。文中对一海洋拖曳系统进行了动力学仿真,与海洋试验结果比较验证了模型的正确性。

加劲桁架悬索桥的主梁挠曲扭转刚度分析

板桁组合加劲梁由于其优良的空气动力稳定性在大跨悬索桥中经常被采用。本文通过ANSYS有限元 程序建立不同长度的节段有限元模型,施加不同方式的等效荷载,然后由有限元模型计算的变形来反算梁体的抗 弯和抗扭刚度。从而为悬索桥的动力分析建模和风洞试验模型简化提供依据。最后以某悬索桥为例,对直接采用板 桁组合梁和等代梁两种方式建立的模型进行了动力结果比较。

坦克火炮身管模态分析及振动特性研究

坦克行驶过程中,火炮身管的弹性变形对其稳定精度有一定的影响,为了研究火炮身管的振动特性,建立了约束状态下火炮身管的有限元模型,仿真计算得到火炮身管各阶模态频率和模态振型;利用模态试验系统对火炮身管进行了模态试验测试,验证有限元模态计算结果的可信性,在模态分析的基础上,采用有限质量段方法建立火炮身管二阶有限段模型,为研究火炮身管的弹性变形提供模型基础.