间隙球铰接触区域快速检索及磨损问题高效求解方法

针对多体系统中间隙球铰接触磨损计算效率低的问题,提出一种基于查找表的间隙球铰接触区域检索和磨损预测方法。将球铰接触界面离散化,并将离散点的几何位置、运动参数及磨损信息存储为查找表;任一瞬时球铰内接触探测可通过检索查找表的方式来实现,避免逐点计算空间距离的复杂性;采用修正的赫兹接触模型求解微间隙球面共形接触问题,相对有限元方法有较高计算效率,并可获得较精确的应力分布;在统一计算模型下实现多体力学与接触磨损分析的有效集成。含间隙球铰的空间连杆机构动力学与磨损耦合分析结果表明:曲柄105转磨损周期内,球铰磨损区域基本位于纬度-30°~80°之间,在经度方向的磨损区域随时间而逐渐扩展;总计算耗时为83min,较有限元接触磨损分析具有更高的计算效率。

基于赫兹公式的活性粉末混凝土间隙球铰静摩擦因数计算研究

球铰静摩擦因数计算方法采用球铰上下截面完全接触的假设,这与许多实际情况不符。基于赫兹公式对传统计算方法进行有效接触面积修正,建立球铰上下接触面存在间隙时的静摩擦因数计算方法。与活性粉末混凝土间隙球铰工程案例相关数据进行对比,得到本文间隙球铰的修正面积法计算值与实测值误差为9.4%,证明该方法比传统方法精确度更高。

含多球铰间隙并联机构动力学建模与响应分析

为了分析多个球铰间隙对并联机构动力学响应的影响,本文以3-SPS-S空间并联机构为研究对象,在Flores法向接触力模型和改进的Coulomb摩擦力模型的基础上,推导出球铰间隙处的碰撞力模型。采用Lagrange乘子法建立了含多个球铰间隙的并联机构动力学模型。利用Matlab软件,通过四阶Runge-Kutta解法求解此模型,分析球铰间隙如何影响机构的动力学响应,并应用ADAMS软件虚拟样机仿真。研究表明:球面副间隙对动平台角加速度和间隙处的碰撞力影响较大,且间隙数量越多,机构稳定性越差。本文为考虑多个球铰间隙并联机构刚体动力学模型的建立和响应分析提供理论依据,对准确的预测和控制含球铰间隙机构的动力学特性具有重要意义。

基于支链受力分析的Stewart平台球铰间隙误差补偿方法

为减小球铰间隙误差对并联机构动平台运动精度的影响,以Stewart并联机构为例,借助静力学分析对球铰间隙误差进行了标定和补偿。首先,采用序列法对机床结构误差及球铰间隙误差进行了标定。其次,采用螺旋理论分析了该机构运动支链的受力状态,进而得到支链在分别受拉力和压力时球铰的作用状态,从而推导出了球铰间隙误差的补偿算法,并通过试验方法对该算法进行了验证。结果表明,基于静力学分析对球铰间隙误差进行相应补偿,可以明显提高并联机构动平台的运动精度。本文提出的针对球铰间隙误差的有效补偿算法为并联机构运动误差的实时补偿提供了参考。

Stew art平台误差的蒙特卡洛模拟

建立了球铰的随机模型 ,在 Stewart平台误差模型的基础上 ,利用蒙特卡洛技术模拟分析了驱动杆杆长公差和球铰间隙对终端平台误差的影响 ,结果表明 :球铰间隙对终端平台误差影响比驱动杆杆长误差的影响要大许多。

基于ADAMS的混匀仪振动系统优化分析

为了降低混匀仪ThermoMixer C振动系统中轴承和球铰所受的接触力,利用CREO三维建模软件对其振动系统进行建模,然后将含间隙接触的模型导入ADAMS虚拟样机中,分析不同球铰间隙和摩擦因数下轴承和球铰的接触力情况,并运用正交试验方法设计25组仿真试验。结果表明球铰间隙在大于0.05mm时与接触力成正相关,间隙的增大会降低系统运行的稳定性,摩擦因数与接触力在一定范围内成负相关,并且摩擦因数对结果的影响弱于球铰间隙。发现0.05mm的球铰间隙和0.1的摩擦因数为最优参数组合,其接触力及峰值波动情况均小于原本结构,达到了优化的目的。