机械系统运动学/动力学分析软件

建立在多刚体系统动力学基础之上的机械系统运动学/动力学分析软件是机械计算机辅助工程(MCAE)的重要组成部分。本文在对国内外机械系统运动学/动力学分析软件综述的基础上,介绍了这类软件的功能、结构和建模方法,最后给出了应用实例,指出了发展趋势。

带缺陷的微型机械结构动力学特性分析

在微机械设备中,由于制造方面的原因,存在诸如结构断裂、结构固定等缺陷,这些缺陷严重影响微机械设备的性能。通过建立微梁单元的三维动力学模型,应用节点分析方法,分别对带有微梁断裂、结构固定的微机械结构进行了动力学特性分析。计算结果表明微梁断裂使微机械结构的刚度降低,从而导致其固有频率变低,而结构固定则相反。

煤炭采样机械臂的刚柔耦合动力学建模与仿真分析

基于多体动力学理论和拉格朗日方程,将煤炭采样机械臂中的大臂、小臂、伸缩臂考虑为柔性臂,结合Pro/E,ANSYS和ADAMS分别建立刚性和刚柔耦合模型,在相同驱动函数下对两种运动模型进行分析,仿真得出两种模型变化曲线,对比仿真结果表明,在研究臂架系统时,考虑各个臂杆柔性变形是非常必要的,刚柔耦合建模更符合工程实际,所得到的研究结果为采样臂动力学分析和结构优化奠定了理论基础。

煤炭采样机械臂刚柔耦合动力学建模与仿真分析

根据实际应用场景及动力学理论,可以将煤炭采样机械臂看做柔性臂,并且使用仿真软件ANSYS、ADAMS以及Pro/E综合建立刚柔耦合动力学模型和刚性模型,分别对2种模型进行仿真研究,并且对比仿真结果。研究表明,对煤炭采样机械臂来说,刚柔耦合模型更符合实际情况,本研究为未来对机械臂的分析与结构优化提供理论参考。

非等温动力学的热分析软件

非等温动力学的热分析软件叶素，冉全印，叶伯蕙（中国林业科学研究院林产化学工业研究所南京２１００３７）利用热分析数据进行动力学分析的方法很多，而且不断地在改进和发展。为了方便热分析工作者进行非等温动力学的研究，许多热分析仪器生产厂都提供非等温动力学的计...

基于ADAMS的搬运机械手运动学及动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对搬运机械手进行建模,并对其进行运动学及动力学仿真,检查机械手在运动工作过程中的正确性和准确性。同时获得各部件的运动学及动力学相应曲线,分析机械手结构设计及其受力情况是否合理,为机械手设计提供参考。

股票市场有效性分析的系统动力学模型

应用系统动力学理论 ,确立了股票市场有效性分析的系统边界 ,构建了股票市场的模拟系统流程图 ,并结合系统动力学建模工具Vensim软件 ,建立了股票市场有效性分析模型 。

液压挖掘机工作装置的动力学分析及仿真

基于等效元素法建立了液压挖掘机工作装置的动力学模型,结合实例给出了运动微分方程的解,建模过程相比传统方法简单、高效。运用ADAMS软件对机构进行了动力学仿真,给出了仿真曲线。将YW1 6型液压挖掘机工作装置动力学解算结果与仿真结果相比较。

基于刚柔耦合建模的工业机器人瞬变动力学分析

为适应工业机器人高速、重载、高精度的要求,以工业机械臂的瞬变过程为研究对象,提出以末端执行器的振幅判断机器人在瞬变过程中的动态性能,利用多体动力学和有限元的方法建立刚柔耦合模型,对工业机器人在整个作业过程中的动态特性进行描述和分析,仿真计算工业机器人在振幅最大时刻的应力分布及危险区域节点的应力变化,为机器人的动态性能评估、疲劳强度分析和寿命预测提供了依据。

轮腿混合机器人机械腿动力学建模与驱动预估

提出了一种可以同时实现迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式的轮腿混合四足军用机器人,它采用一种基于3-UPS机构的6自由度并联机械腿,对并联机械腿进行了动力学建模与驱动参数峰值预估。通过矢量回路法推导出机械腿的机构传递映射模型,并建立了机构的雅可比矩阵;采用非保守系统的拉格朗日方程建立了机械腿的动力学模型,得到了驱动参数与机械腿的运动函数之间的显式方程。通过机械腿的动力学模型,对6个伺服电机的驱动转速、力矩进行了峰值预估分析,计算出各伺服电机中的最大理论转速为19.7 r/s,最大理论力矩为71 m N·m.通过一个具体的机械腿设计方案和结构参数算例,分析了机器人按照"1-2-3-4"循环步态迈步行走过程中,其6个伺服电机的瞬时转速、瞬时力矩随时间的变化规律曲线,并计算出此算例的伺服电机最大转速为15.3 r/s,最大力矩为48.1 m N·m,均小于预估模型中的预估理论极限峰值,通过计算得出算例的伺服电机选型预估功率为77 W,算例结果证明了所建立的驱动参数峰值预估模型的合理性。

3-DOF并联机械腿动力学建模与伺服电机峰值预估

提出了一种结构紧凑、承载能力大、转动解耦性好、运动速度和加速度大的3自由度并联机械腿。为了对其进行驱动参数分析,对机械腿进行了动力学建模,并基于动力学模型进行了伺服电机峰值预估。首先,分析了腿部机构各构件的运动参数,采用Lagrange方程建立了动力学模型,得出了机构驱动力的显式解;接着,在机构动力学模型的基础上,建立了伺服电机驱动转速和驱动力矩的峰值预估模型;最后,通过给定一组结构参数和运动轨迹函数,得出了伺服电机驱动转速和驱动力矩随时间变化曲线,得到了机构的动力学特性,并验证了峰值预估模型的正确性。计算表明,3个伺服电机驱动转速的峰值分别为Nx=19r/s、Ny=17r/s、Nw=27r/s;3个伺服电机驱动力矩的峰值分别为εx=5.8N.m、εy=3.1N.m、εw=4.4N.m。

考虑臂架弹性的动臂起重机动力学建模及振动分析

动臂起重机负载的振荡会大大降低起重机工作时的防倾翻能力。首先建立动臂起重机的静态模型以便全面了解动臂起重机的系统结构。然后运用AUTOLEV建立了考虑臂架弹性的动臂起重机的一个简单模型及完全多体动力学模型,仿真出动臂起重机各机构运行时弹性臂架输出角度及臂架顶部负载对阶跃输入的响应曲线。从仿真结果可以看出,动臂起重机中车体的运行及臂架的回转和起升都会导致负载的剧烈振荡从而影响整机工作的安全性。详细而全面的负载振动分析为系统的振动控制提供了有力的依据。

沼肥采运车储罐动力学数值模拟与相似模型试验

为满足沼肥采运车的工作效率,设计12 t大型车载式沼肥采运储罐,并针对大型沼肥采运车运输沼肥遇紧急制动时,储罐内部沼肥剧烈晃动对壁面产生的冲击可能导致储罐及连接支撑结构损坏,为安全运输带来隐患的问题。该文采用VOF（volume of fluid）多相流模型对采运车紧急制动时不同充料比下储罐内沼肥晃动进行分析和数值模拟,得出采运车的最佳运输充料比范围0.8-0.9;利用CATIA有限元分析模块在储罐三维模型上建立各零部件间具有联接和力传递关系的有限元模型,根据采运车工况,施加约束及储罐前封头和前防浪板所受冲击载荷峰值最大时的载荷边界条件后进行计算,依据计算结果调整储罐设计并优化结构,重新计算得到储罐的变形和应力分别为6.25 mm、136 MPa;运用相似理论量纲分析法确定储罐模型的几何尺寸及试验参数,模型试验中前防浪板迎峰面所受的冲击力计算值与原型中的数值模拟值存在近似1：64的比例关系,模型试验结果可推广至原型。研究为大型沼肥采运车储罐设计提供了可行的解决方案,同时也为类似运输罐车的研究提供参考。

基于完善双线性迟滞模型的干摩擦阻尼系统动力学分析

针对接触正压力较大时干摩擦力主要表现出刚度特性的情况,结合已有文献的实验研究结论,对双线性迟滞模型进行完善。通过龙格库塔方法计算干摩擦阻尼系统的动力响应,结合傅里叶变换、庞加莱图及相图分析系统的非线性动力学特性。仿真结果表明,在干摩擦接触不脱离的情况下,系统没有出现分叉与混沌现象,稳态响应与摩擦力没有出现次谐波响应且高次谐波分量很小,证明了基于一次谐波平衡的等效线性化方法求解接触不脱离的干摩擦阻尼系统是较为精确的;得到了接触刚度、外激励幅值、正压力对干摩擦阻尼系统减振效果影响的规律,与相关实验结果基本相符。相关结论可为工程中干摩擦阻尼器的设计提供参考。

铰链六杆机构的动力学分析系统

简要介绍了SimMechanics动态仿真工具,提出了运用仿真技术对机构进行动力分析的方法。以铰链六杆机构为例可知,该工具具有系统建模方便直观,仿真功能强大,自动模型分析等强大优势,可很好地对机械系统的各种运动进行分析,从而为机械系统的建模仿真提供一个强大而方便的工具。

泥浆泵运动学、动力学分析

通过对一种钻井用NB8—600泥浆泵的结构特点、工作机理的研究和分析, 采用机械设计自动化软件(Pro/E) 建立了泥浆泵的三维实体模型, 实现了对泥浆泵主要运动部件的运动学和动力学分析计算。在简化结构后, 建立了泥浆泵的运动方程和解析计算模型, 并通过软件的分析验证找到了泥浆泵的运动规律、受力情况和整体性能。为优化和改进泥浆泵的结构, 提高泥浆泵的综合机械性能提供了理论依据和方法。

双气圈动力学模型的建立与求解

在建立自由气圈的动力学模型的基础上,进一步提出了双气圈的动力学模型。该模型整体化求解双气圈纱线的形态和张力的方法,既改进了以往忽略控制环的解析方法,又避免了求解中由边界条件的不确定性带来的计算上的繁琐和近似。因微分方程中加入了切向空气阻力、纱线的卷取速度及重力等微影响因素,使模型更为严密、可靠,同时拓宽了模型的使用范围。

两自由度振动筛分机的动力学分析

通过对两自由度振动筛的运动学分析、数学模型建立及动力学分析 ,给出了各设计参数间的动力学关系和筛体的运动规律 ,准确分析出影响振动筛工作效果的因素 ,为筛分机的设计提供了理论依据 .

某采棉机传动系统动力学仿真分析

传动系统是棉花收获机械中必不可少的重要部分,其运转的可靠性和稳定性直接影响到采棉机的运行。为了验证设计的合理性,本文运用三维建模软件Solid Works建立了该传动系统的三维实体模型。通过建立其三维实体模型可以预知真实系统的装配关系以及整机质量等参数。