转动系统的相对论性分析静力学理论

建立转动系统的相对论性分析静力学理论 ,给出转动系统的相对论性虚功原理。

4-UPS-RPS并联机器人机构及其静力学分析

提出了一种4-UPS-RPS新型空间5自由度并联机器人机构.运用约束螺旋理论分析了4-UPS-RPS并联机器人机构实现3转动和2移动5个自由度运动的机构学原理,计算其自由度,分析其驱动输入选取的合理性.建立了4-UPS-RPS并联机器人机构的静力学平衡方程和静力传递矩阵,以该机构作为并联机床的应用实例,求解其静力学方程.该研究为并联机构的优化设计和运动规划提供了理论依据.

超强激光等离子体中的相对论性朗缪尔孤子

为了研究相对论性朗缪尔孤子的特性,对从动力论出发所获得的超强等离子体中相对论性强朗缪尔湍动控制方程组进行了理论分析。结果表明,随着电子的平均洛伦兹因子以及场的湍动参量增加,朗缪尔孤子的波包半宽变窄,孤子总能量和总动量相应地增大,且电子的相对论效应对孤子总能量和动量的非线性部分的影响远大于线性部分。该研究可为超强激光等离子体中相关的非线性现象提供新的理论参考。

3UPS-RPR并联机构的静力学分析

由于3UPS-RPR并联机构中间是一条RPR摆动支链,存在较大的工作空间与机构体积比,为了提高其力学灵敏度,进而提高其工作精度,对其进行静力学研究.采用闭环矢量法建立了该机构的逆位置模型,得到了逆位置解析解;在此基础上,运用反螺旋方法求得了该机构的完整雅可比矩阵;由虚功原理得到机构的输入与输出之间完整的力映射模型,建立静力学评价指标;最后,对力传递性能进行仿真,综合评估,得到机构优选的静动平台半径比λ在3~5之间,末端位姿参数α范围-0.5~0.5 rad,为机构后续静刚度分析和尺度综合奠定了基础.

理论力学教具DIY系列(四)一个教具的受力分析与讨论

受力分析是理论力学教学中的重要内容,而多点摩擦问题是其中的难点。在目前的教学安排中,静力学有少量求解多点摩擦的习题,学生可以画图、列出方程并求解;但是在动力学中,几乎没有涉及多点摩擦的习题,而且也不要求解方程。一个实际问题如何简化为力学模型、如何分析列出方程、如何求解、如何验证,是工科学生必需掌握的基本技能。

基于Hertz接触理论的滚动直线导轨副静力学解析建模

为研究滚动直线导轨副的静力学特性,基于Hertz接触理论,从分析单个滚珠与沟槽的接触入手,在综合考虑滚动直线导轨副结构特点基础上建立静力学模型,并对其垂直方向刚度进行理论求解;然后运用Co FEM模型对该模型进行验证,进而分析不同外载荷及预紧力对滚动直线导轨副静力学特性的影响。结果表明:在不同外载荷作用下,滚动直线导轨副表现出分段非线性性质;增加预紧力可显著增加系统的刚度,从而提高系统稳定性。

理论力学教学改革初探

针对工科学生对基础理论课──理论力学学习的畏难心理，“知其然不知其所以然”，“理论易懂题难解”的现象，本文拟从改革定理公式讲授方式入手，使学生对众多的理论力学概念、公式、公理、定理在一定的学习阶段有一个全面的了解。在习题课中，重点讲授分析过程及各种可能的解题方法、求解顺序，选择最优解题方案，深刻领会基本理论的精髓。将传统的按照教材内容由前到后，由特殊到一般的讲授方式，变为前后揉合交错，在不断的艺术性的重复中使学生加深理解。这样可以大大压缩课内学时，挖掘学生潜力，提高学习效率，更利于新形势下对人才的培养要求。

基于近似线性弹性理论的太阳能设备支架稳性分析方法

针对地面立柱式太阳能电池板支架安装稳定性问题,引入基于近似线性弹性理论的失稳分析的方法求解。首先基于影子倍率法和球形三角函数法模拟北京光照情况并确定太阳能设备的支架安装角度;其次利用静力学分析法和线性屈曲分析法,通过分析比较三种有代表性的支架系统方案,分别计算出受力载荷、结构强度和稳定性;最后通过实例验证近似线性弹性理论的失稳分析方法的准确性和可靠性。

基于TRIZ理论的模切压力试验平台设计与分析

目的利用发明问题解决理论(TRIZ)设计一种试验平台,来解决模切机上的模切压力难以直接检测的问题。方法首先文中引入光纤Bragg光栅传感器来检测模切压力,针对光纤Bragg光栅传感器自身特点,结合TRIZ理论中的因果链分析与完备性法则,形成直接检测模切压力的初步设计方案。其次利用矛盾解决原理提高初步设计方案中的稳定性、测量精度和抗变形性,并通过物质-场模型分析法对初步设计方案中的底座结构进一步优化,得到试验平台的总体设计方案。最后对试验平台的关键零件进行静力学分析和模态分析。结果关键零件——顶板的最大应力和最大变形量分别为77.063 MPa、0.52524 mm,表明强度和刚度均满足要求,并且不会发生共振现象,验证了基于TRIZ理论设计的试验平台可以满足光纤Bragg光栅传感器的工作要求。结论利用TRIZ理论来指导模切压力试验平台的创新设计,为精确测量模切机的模切压力提供了新方法。

基于TRIZ理论的数控十字滑台结构创新设计与性能分析

针对现有数控十字滑台存在的问题,运用TRIZ理论对数控十字滑台进行创新设计.通过分析十字滑台的托板-滑块部件和工作台部件存在的技术冲突,分别建立了各部件的TRIZ问题模型与矛盾矩阵,并利用TRIZ发明原理对托板-滑块部件和工作台部件进行了创新设计.通过验证,最终得到了性能优良的创新设计结构.

纯电动轻型货车减速器壳体断裂失效分析与结构优化

某纯电动轻型货车壳体路试过程出现断裂失效现象。以断裂壳体为研究对象,分析材质和断裂纹确定断裂源,应用有限元方法计算断裂工况下壳体应力、应变分布,结合强度理论分析,得到最大应力处与断裂源保持一致,基于有效模型提出优化方案,通过分析和台架验证,壳体满足强度要求。

巡检机器人传动系统的有限元分析

针对当前电网规模不断扩大、人工巡检难度大、效率低等问题,设计并研制了一种电网巡检机器人。机器人变形底盘的动力传动系统尤为关键。为了验证机器人变形底盘传动齿轮轮齿的刚度和强度能否满足需求,根据赫兹接触理论,对齿轮进行了理论计算,得到理论最大接触应力,再将齿轮导入有限元软件中进行仿真分析,得到接触应力云图。通过对比理论计算结果和仿真结果,发现二者相差不大,且齿轮满足使用要求。

空间4-SPS/CU并联机构的受力分析

运用螺旋理论分析了一种具有三维转动和一维移动(沿Z轴)的四自由度(4-SPS/CU)并联机构的自由度,得出该机构为无过约束机构。采用传统的拆杆法对该机构的每个活动构件进行了静力学分析,得出了该机构的静力学平衡方程组,判定该机构的静力学平衡方程组中方程个数大于未知量个数(属超定方程组)。多余的方程个数就是该机构的局部自由度,并采取去掉局部自由度对应的静力学平衡方程来求解该超定方程组。通过求解该方程组,得出了该机构每个构件上的全部约束力/力矩,并分别得出了驱动力与主运动副以及恰约束从动支链的约束反力随该机构位姿变化的仿真曲线。证实了该机构比无恰约束从动支链的四自由度并联机构拥有更好的承载能力。研究结果可为该机构在工程中的应用与结构设计提供静力学理论分析的参考。

滑坡作用下输气管道受力分析

以川气东送管道铺设中的管道横穿罗针田滑坡工程为背景,建立管道横穿滑坡情况下的力学模型,并采用静力学解析计算的方法对管道变形、受力状态进行分析研究,获得了滑坡位移、推力与管体的响应特征,如应变或应力的关系,从而为地质灾害安全风险评价及预警提供定量的评价指标。结果表明:该管道横穿滑坡段暂时处于安全状态;管道变形分布曲线呈现正态分布规律,滑坡体正中管道部位变形最大,向两端变形逐渐减小;管道弯矩分布符合两端固定简支梁承受均布荷载弯矩形态,两端应力最大,呈现中部正弯两端负弯态势,管道两端最易发生破坏;研究成果可为类似输油气管道穿越滑坡地质灾害的破坏预警提供理论参考。

基于线性互补理论的可展开索-桁架结构静力学分析

空间可展开索-桁架结构具有折展比大、重量轻、刚度高的优点,广泛应用于天线、太空望远镜、太阳翼等大型航天器关键部件中。在统一框架内进行了梁单元和索单元的刚度矩阵集成,建立了包含柔性绳索和杆件的可展开索-桁架结构刚度模型。基于线性互补理论,提出了一种反应绳索真实张紧、松弛状态的结构受力变形计算方法,得到了准确的结构受力与节点位移的映射关系。最后以剪叉机构单元和圆柱面可展开结构为例,验证了所提出方法的有效性,并分析了绳索分布对结构变形的影响。该分析方法可扩展应用于各类索-桁架结构的受力变形计算。

面向平面工件的打磨机器人关键部件有限元分析

为了验证打磨机器人结构设计的合理性与力学性能,采用ANSYS对打磨机器人关键部件进行有限元仿真分析。通过静力学分析得到材料的屈服强度和结构的变形程度,通过模态分析得到结构的固有振动频率,从而为打磨机器人结构优化和控制提供理论依据。

2-PUR-PSPR并联机构的运动学与有限元分析

设计了一种2R2T的并联机构——2-PUR-PSPR并联机构,应用螺旋理论分析并联机构的自由度,并用修正的Kutabach-Grgübler公式验证自由度的正确性。由闭环矢量方程建立并联机构的位置逆解方程,并在MATLAB中求解2-PUR-PSPR并联机构的工作空间。在ANSYS Workbench中对2-PUR-PSPR并联机构进行静力学分析和模态分析,通过静力学分析得到2-PUR-PSPR并联机构的应力、应变云图;通过模态分析,得到2-PUR-PSPR并联机构的固有频率和振型,分析固有频率和振型对2-PUR-PSPR并联机构的影响。

基于Workbench的压铸模具模框强度分析方法

随着社会的不断发展及进步,各行各业对于压铸模具的要求也是越来越高,压铸模具除了本体以外,最重要的就是冷却系统及加热系统,该系统的中的核心部件就是模框,因为冷却水框在冷却和加注蒸汽时需要承受不低于0.65MPa的压力,在过去的模框设计中,基本都是根据经验设计模框的厚度来保证模框的强度,这样导致浪费大量的时间和成本,同时该设计没有理论数据的支撑,导致在压铸件生产过程中存在很多隐患.本文主要基于Workbench的Static Structural(静力学分析)平台来对一种模框进模拟强度分析.