轮毂轴承单元摩擦力矩计算及动力学联合分析软件

为缩短轮毂轴承单元摩擦力矩及动力学分析计算时间,提高轮毂轴承单元设计开发效率,以第三代轮毂轴承单元为研究对象,采用MATLAB GUI软件平台开发了轮毂轴承单元摩擦力矩及动力学联合分析软件,可对轮毂轴承单元滚动摩擦力矩、滑动摩擦力矩、密封件摩擦力矩、因拖曳损失导致的摩擦力矩进行计算,还开发了与ADAMS软件的二次接口,能进一步对轮毂轴承单元的运转过程进行动力学分析,计算结果可在软件界面中直接输出。某轮毂轴承单元的启动摩擦力矩和运转摩擦力矩的试验结果表明,软件计算值与测量值误差较小,可满足工程应用需求;通过动力学分析优化设计的轮毂轴承单元通过了耐久性试验验证。

体外溶血实验回路储血装置的血流动力学优化设计研究

目的心血管医疗器械的研制过程中,评测器械对血液的损伤情况尤其重要。现有体外溶血实验的储血装置存在空气血液接触界面,同时流动停滞区域大,可能会产生额外损伤的溶血结果。为降低体外溶血实验中储血装置造成的血液损伤影响,本研究设计出一种新型构型的储血血袋。方法首先通过有限元仿真软件建立5种容积相同,具有不同几何特征的充盈状态血袋模型;通过流体动力学软件仿真,计算分析各个血袋模型内流体速度场、流线、流体涡旋和流动停滞等情况,选取最优构型;最后制作最优构型血袋实物,通过体外粒子测速成像(PIV)实验得到实际流速等数据,进一步验证血袋内血流动力学结果。结果血流动力学计算结果显示,所有血袋最大速度均为1 m/s,但30°菱形血袋和45°菱形血袋流场的涡流区域明显减少,同时血流停滞面积也有效减小,由80%降低至约20%,有效降低了储血装置对血液的损伤,PIV实验结果与此形成较好对照。结论本研究设计出的储血血袋具有血液流动均匀、流动滞留区小、血液与空气隔绝等特点,可有效提高体外溶血实验的准确性。

基于SIMPACK研究空簧故障对列车动力学性能影响

基于SIMPACK建立我国某高速动车组动力学模型,研究空簧失效对车辆动力学性能影响。结果表明:空簧失效对车辆稳定性影响不明显,对平稳性和舒适性有显著影响。舒适性受空簧失气影响最严重,垂向平稳性受其影响比横向平稳性严重。横向平稳性指标最大增加率为35.2%,垂向平稳性指标最大增加率为48.6%,舒适性指标已达到极差等级(指标最大增加率为456%)。空簧失气对安全性指标也有所影响,对脱轨系数影响相对较小。

基于ADAMS六自由度矿用液压机械臂的动力学仿真

为保障煤矿井下运输安全,减少井下人工搬运,进一步提升搬运机器人的井下运输效率至关重要。针对该现状提出一个具有六自由度液压机械臂的搬运机器人机械结构设计方案。利用SolidWorks软件建立液压机械臂的仿真模型,并采用ADAMS软件对机械臂关节角速度进行动力学仿真,最后进行计算对比。由仿真结果总结得出该方案机械臂结构设计具有合理性。

FSC赛车空气动力学套件优化设计与分析

良好的气动性能可以提高赛车的制动效能,是赛车高速、安全行驶的前提。文章主要对前定风翼、后定风翼的造型进行优化设计与分析,并运用累加法和控制变量法对大学生方程式系列赛事(FSC)整车进行流体仿真分析。研究通过采用变截面和增加展弦长等优化方式能否有效增加下压力和减少阻力。首先在Profili翼型库中选取合适的翼型,然后在Fluent中设定模型计算域边界条件和初始条件从而对赛车实际运行工况进行模拟。依据空气动力学理念,为赛车设计一套空气动力学套件,并进一步对套件的结构参数进行优化,进而提出了一套本赛车的最佳气动性能设计方案。

基于系统动力学的城市生活垃圾减量化研究--以合肥市为例

垃圾分类处理与资源化利用是一个系统工程,需要各方协同发力、精准施策、久久为功。运用系统动力学构建合肥市城市生活垃圾产生系统动力学模型,采用VENSIM软件对2022—2030年合肥市城市生活垃圾产生量进行模拟预测,结果显示,合肥市城市生活垃圾产生量呈长期增长趋势,到2030年将达244.88万吨。为实现城市生活垃圾减量化,将垃圾处理费收费标准、居民垃圾分类意愿、垃圾回收价格分别引入和同时引入调控方案进行仿真测试,结果显示,同时提高垃圾处理费收费标准、居民垃圾分类意愿和垃圾回收价格的综合调控方案能使生活垃圾产生量降至最低,是最有效的调控方案。基于研究结论,提出三个方面的对策建议:推进生活垃圾收费制度落地见效,细化垃圾分类投放奖惩措施;加强对再生资源回收市场收运主体的管理培训,调控再生资源回收价格;建立政府主导、多方参与机制,充分发挥各主体的作用。

浮筏隔振系统动力学建模与软件开发

现代舰船机电设备多采用大型浮筏隔振系统进行动力设备的隔振与冲击隔离。基于多刚体动力学理论,建立复杂空间多刚体系统动力学方程,可以用于浮筏系统方案设计阶段的摇摆、振动与抗冲击计算。首先建立各子系统的动力学方程,再通过各子系统的组装得到整个系统的动力学方程。系统的刚度和阻尼矩阵均可以通过方向余弦矩阵R、迁移变换矩阵T等矩阵之间的基本运算得到,无须矩阵求导和方程线性化。理论推导得到的质量、刚度矩阵和阻尼矩阵与有限元法生成的质量、刚度、阻尼矩阵完全一致,验证本方法建模的准确性。在此基础上,在MATLAB环境下用App Designer开发一款浮筏隔振系统静、动态分析软件,可对浮筏隔振系统的静力、摇摆、振动与抗冲击性能进行快速预报,结果与有限元法计算结果吻合良好。该软件有望解决浮筏隔振系统在初期设计阶段计算周期长且繁琐的难题。

猪主动脉弓区域性力学性能与局部血流动力学参数关系的研究

目的本研究旨在评估猪主动脉弓不同区域的力学性能,并探讨其与局部血流动力学参数之间的关联。方法采集健康猪的主动脉,将弓部分割为24个区域作为样本,采用1 mm直径球形压头进行压痕力学测试,并应用Hertz模型计算弹性模量。通过EVG染色法观察弹性纤维分布。基于猪主动脉CTA图像,通过Mimics软件重建动脉模型,并使用Fluent软件进行流固耦合计算,以获取血流动力学参数。结果猪主动脉弓的周向方向弹性模量在小弯侧略高于大弯侧,并在远心端节段表现出显著差异;轴向方向上其弹性模量未呈现明显规律。EVG染色结果显示小弯侧的弹性纤维面积占比略高于大弯侧,但未达到统计学意义。在远心端小弯侧观察到低时间平均壁面切应力(TAWSS<0.4 Pa)以及高振荡剪切指数(OSI>0.25)和高粒子驻留时间(RRT>5 Pa^(-1))的血流动力学参数分布,这些区域与较高弹性模量值所在区域相吻合。结论猪主动脉弓的弹性模量在空间上呈现差异性,在远心端小弯侧的值显著高于大弯侧。同时,不良的血流动力学参数主要分布在小弯侧,提示动脉组织的高弹性模量值与血流动力学环境异常之间可能存在关联。

基于系统动力学的电厂安全风险分析与监测研究

由于电厂系统的复杂性,常规的风险分析方法往往难以满足实际需求。因此,如何才能更准确地识别和预测电厂的安全风险,是当前电厂安全管理领域亟待解决的问题。系统动力学作为一种能够清晰抽象出系统结构并能进行动态模拟的方法,近年来在许多研究领域得到了广泛应用。这种方法通过构建量化模型,揭示系统内部的结构关系,能有效地分析处理一些复杂的系统性问题。然而,此前在电厂安全风险领域,尚未见到系统动力学模型的广泛应用。本文通过结合系统动力学的概念,对电厂的安全风险进行整体性分析,构建电厂安全风险的系统动力学模型,期望能为电厂安全风险的分析与监测提供一种新的有效策略。

航空发动机转子动力学计算软件开发

为打破国外技术封锁,摆脱对Matlab等闭源计算平台的依赖,采用C++语言开发航空发动机转子动力学计算软件RDyn,基于一维梁单元模型和二维轴对称等参单元模型实现多种动力学特性求解功能,具有良好的前后处理可视化交互界面。利用Nelson转子模型,将自研软件的计算结果与商业软件进行对比。结果表明:其误差较小,验证了软件的正确性与实用性。

多体动力学软件应用于汽车操纵稳定性研究综述

汽车操纵稳定性是汽车动力学研究中最重要的内容之一.多体动力学软件广泛应用于汽车操纵稳定性的研究.以轮胎和悬架为研究对象,综述多体动力学软件在汽车操纵稳定性研究方面的进展,并对多体动力学软件包在汽车操纵稳定性方面的发展进行了展望.

汽车动力学仿真软件应用开发与教学实践

为提高汽车理论课程的教学效果,利用MATLAB建立基于图形用户界面(GUI)的汽车动力学仿真软件。该软件主要包括汽车动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性以及平顺性等模块。在汽车理论的教学过程中,一方面学生可以在软件中根据自己的要求设置相应的参数,直观清晰地查看相应的响应情况,加深对知识点的理解;另一方面,该辅助软件也能激发学生的学习兴趣,提高学生的主观能动性,从而达到较好的教学效果。

专家级动力学分析软件——SIMPACK

总部位于德国慕尼黑的INTEC公司以其旗舰产品——SIMPACK多体动力学仿真软件享誉世界。SIMPACK是机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学软件。利用该软件,工程师可以快速预测复杂机械系统整机的运动学/动力学性能和系统中各零部件所受载荷。

FibroTouch与肝脏血流动力学变化对慢性乙型肝炎肝纤维化分期价值分析

目的探讨Fibro Touch与肝脏血流动力学软件(PMD)对慢性乙型肝炎患者肝纤维化程度的诊断价值。方法将82例慢性乙型肝炎患者及32例正常人作为研究对象,应用FibroTouch检测肝脏硬度值(LSM);同时使用彩色多普勒超声检测门静脉、肝左静脉、肝中静脉、肝右静脉血流频谱波形,应用M型超声测量心率,所得血流频谱图像及心率上传至PMD系统内,计算出肝脏血流流动频率值(LBFF)。将FibroTouch检测LSM及PMD所测LBFF与肝穿刺活组织病理诊断对照。结果82例慢性乙型肝炎患者肝纤维化分期1期33例,2期22例,3期10例,4期17例。114例研究对象的LSM 3.7~55.1 kPa,与肝纤维化分期呈显著正相关(r=0.811,P<0.01);肝脏LBFF 0~26 Hz,与肝纤维化分期呈显著正相关(r=0.831,P<0.01)。Fibro Touch检测结果显示,≥S1、≥S2、≥S3、=S4 LSM截断值分别为6.05、7.95、11.2、10.35 kPa,AUC分别为0.959、0.883、0.916、0.90;敏感度分别为89%、93.9%、88.9%、100%;特异度分别为100%、78.5%、83.9%、73.2%。PMD检测结果显示,≥S1、≥S2、≥S3、=S4的LBFF截断值分别为1.233、1.99、3.8、5.815 Hz;AUC分别为0.899、0.939、0.944、0.972;敏感度分别为78%、78.8%、88.9%、88.2%;特异度分别为100%、83.1%、83.9%、95.9%。结论FibroTouch与PMD作为无创检测肝纤维化方法,与肝纤维化分期具有良好的相关性,可较准确地评估肝脏纤维化程度。

基于SIMPACK铰接式列车的动力学性能分析

利用车辆动力学仿真试验的分析方法,运用SIMPACK软件分别对三车四转向架的铰接式列车和三车六转向架的传统列车建立非线性动力学仿真模型,得到两种不同连接方式的列车在相同的运行环境下以不同速度运行时的动力学性能参数。结果表明,与传统连接方式的列车比较,在相同的运行环境下,铰接式列车在平直轨道上的动力学性能明显优于传统式列车,而在小曲线半径的轨道上,铰接式列车的动力学性能不具有优势。

运用SIMPACK软件仿真的动力学分析

SIMPACK软件在铁路行业,国内外应用非常广泛,不仅可以对客车(包含动车组)、货车、机车等车辆进行仿真模拟,而且可对受电弓、线路、轮轨磨耗、车轮扁疤、弹性扣件等进行模拟。本文先建立Rail PAir和TrackPair建立轮对模型,并对铁路铰接、轮轨关系、线路、轨道不平顺等进行介绍;然后建立客车模型,分析车辆的振动特性,得到具有良好动态特性的车辆。

高速动车转向架动力学性能SIMPACK仿真建模与分析

针对高速动车转向架动力学性能的影响因素缺乏综合分析,提出一种基于SIMPACK的高速动车转向架动力学性能仿真建模与分析方法。以高速动车安全舒适运行需求为目标,根据高速试验列车客车强度及动力学性能规范,构建高速动车转向架动力学性能评定的指标,并研究基于SIMPACK的转向架动力学性能仿真评价及其实现流程。以CRH2型动车组为例,建立其转向架及车体的动力学仿真模型,具体分析四类车轮踏面类型和五类一系及二系悬挂系统等主要影响因素,提取CRH2型高速动车稳定及平稳运行的重要特征参数,为高速动车组转向架的动力学设计及优化提供支持。

系统动力学软件STELLA在生态学中的应用

计算机建模试验是生态学试验的一项重要内容,它有助于人们理解复杂的生态过程,培养系统思考能力.系统动力学是一种描述并仿真复杂反馈系统的方法,适合解决生态学中多因子相互作用问题.系统动力学建模工具STELLA软件因其功能强大、操作简便等特点,在国外已被广泛应用于生态学及其它学科的教学和科研.在简要介绍系统动力学方法及其工具软件STELLA基础上,通过3个应用案例——种群离散增长模型、臭氧损耗模型和大熊猫种群动态模型,说明系统动力学软件STELLA在生态学中的应用.

软件需求变更管理的系统动力学仿真建模

软件需求变更频繁发生,给软件项目造成了诸多威胁.能否对需求变更进行有效的控制管理,决定着软件的成败.使用系统动力学方法对软件需求变更管理过程进行仿真建模,可以动态地分析并预测需求变更产生的原因以及变更对软件项目造成的影响;对软件需求变更管理过程改进进行系统动力学仿真,亦可以辅助软件项目组织选择合适的过程改进策略.因此,基于系统动力学方法,参考了敏捷过程进行开源软件需求变更管理过程的建模和模型检测.以Spring Framework项目为研究案例,进行该项目3.2.x分支的软件需求变更管理过程的系统动力学仿真分析,并对需求变更管理进行过程改进仿真.通过对过程改进的仿真结果进行比对,说明各改进策略均降低了基线数据的软件缺陷率,提高了软件质量.根据软件项目的成本和进度要求,给出了过程改进建议.

三维油气成藏动力学建模与软件开发

根据系统工程学的理论与方法 ,油气成藏动力学模拟的系统工程模型构建思路可概括为 :将动力学模拟与非动力学模拟结合起来 ,用非动力学模拟再造油气生排运聚散过程的物质空间 ;将常规动力学模拟与系统动力学模拟结合起来 ,用系统动力学模拟描述系统整体的非线性过程 ;将数值模拟与人工智能模拟结合起来 ,用人工智能模拟解决油气运聚等局部过程的非线性问题。需要解决的关键技术包括 :三维数字地质体的空间插值与矢量剪切技术 ,盆地构造史、沉降史的三维回剥与平衡技术 ,盆地构造应力场的动态模拟技术 ,多热源多阶段叠加变质作用模拟技术 ,真三维的常规油气生成、排放动力学模拟技术 ,油气运移和聚集的人工智能模拟技术 ,油气成藏的系统动力学模拟技术 ,以及系统动态连接与集成化技术。作者探讨这些理论难题并取得关键技术上的一系列突破 ,初步建立了一个三维油气成藏动力学模拟评价系统 ,并成功地用于实践中去。