SAMCEF在柔性并联机器人建模与仿真分析中的应用研究

分析了SAMCEF软件的特点,建立了柔性并联机器人的虚拟仿真模型,并进行了仿真分析。介绍了SAMCEF软件的相关模块在柔性并联机器人虚拟仿真中的应用。利用API接口技术开发了自动计算机器人固有频率、系统任一点内力的程序,扩展了SAMCEF软件的功能和用途。以平面3-RRR柔性并联机器人为例,介绍了建模要点和仿真流程。仿真结果表明该模型能正确地反映柔性并联机器人的运动学、动力学特性,杆件的弹性变形对柔性并联机器人的运动学、动力学性能具有重要影响。

基于SAMCEF Rotor的高速泵转子临界转速分析

为了提高高速泵的可靠性,利用专业的转子动力学特性分析软件SAMCEF Rotor对高速矿用抢险泵转子系统进行分析,研究转子的动力特性--临界转速及其振型,根据径向轴承参数建模,分别采用一维梁模型,二维傅里叶模型和三维实体模型进行计算比对,得到了各自的坎贝尔图和临界转速及振型。研究表明,三种模型吻合的状态基本一致,设计方案避免了工作转速达到临界转速产生共振现象。根据转子动力学分析软件SAMCEF Rotor分析研究,临界转速的计算方法比较完善,分析结果较为精确,且一维及二维模型求解法对计算机配置要求低,求解耗时短。

应用MSC/Patran/Nastran和Samcef/Rotor软件计算转子系统临界转速的对比分析

通过一些工程中的转子模型实例,对MSC/Patran/Nastran和Samcef/Rotor软件在转子临界转速计算方面的特点进行了对比分析.

专业的有限元分析软件——SAMCEF

SAMCEF是专业的有限元分析软件，包含以下几部分模块：

SAMCEF FOR ROTOR在航空领域转子动力学数值分析中的应用

SAMTECH公司是世界著名的有限元软件SAMCEF的开发商及供应商,成立于1986年,专注于机械系统仿真、数值分析和多学科优化等领域.25年来,SAMTECH凭借强大的技术实力、专业的技术团队及完善的服务体系赢得了全球众多用户的青睐.

SAMCEF——先进的通用有限元分析软件

SAMTECH公司是通用有限元软件包SAMCEF的开发商和服务商,是欧洲CAE领域的有力竞争者。SAMTECH在航空和航天工业,以及防卫、汽车、能源和造船等工业有广泛的应用。

SAMCEF在超声波电机设计中的应用

在微机电领域中，为获得超声波电机的振动模态及谐响应特性，利用SAMCEF有限元分析软件对直径为50 mm的环形行波型超声波电机压电转换器和定子的振动状态进行了分析；在完成超声波电机定子建模的基础上，进行振动模态分析和最优模态选择，并在此基础上进行了谐响应分析。分析结果表明，利用SAMCEF软件对超声波电机进行分析被证明是一种行之有效的方法。

基于SAMCEF的四自由度并联机器人动力学建模与仿真

利用SAMCEF软件进行了Cross-IV四自由度并联机器人的建模与仿真。首先,利用SolidWorks模型建立了机器人的三维实体模型,并通过运动学逆解模型计算得到驱动轴转角参数。然后,利用SAMCEF软件建立了机器人的多刚体动力学模型和刚柔混合动力学模型,并进行了仿真分析,研究机器人在实际运动过程中杆件的弹性变形对末端轨迹精度的影响,从而预估机器人的动态特性。

基于传力路径下结构优化设计研究

为了探讨符合工程结构设计人员思维习惯的和便于理解与接受的优化设计方法 ,作者借鉴工程师的设计经验与直觉判断 ,在合理构件力学模型的基础上 ,通过一次 SAMCEF有限元分析获得结构的内力流 ,即传力路线 ,并由此确定结构布局的形式 ;利用 MATL AB优化工具箱进行形状与尺寸优化 ,形成一种易于工程人员使用的新方法。从表 1、表 3、表 4和表 5 ,以及表 2、表 6和表 7的数据对比分析可知 :计算结果稳定可靠。本文方法具有思路清晰、力学概念明确、算法简单有效 。

HTR-10GT磁力轴承实验转子临界转速分析

临界转速的计算是转子动力学分析的一个基础课题,其计算结果的准确性至关重要。本文以磁力轴承过弯曲临界转速的实验台架为研究对象,采用Samcef Rotor动力学软件,分析了实验转子的临界转速和振型,并深入研究了临界转速与支承刚度的关系。相关结论为磁力轴承控制系统设计提供重要的数值依据。

基于虚拟样机技术的柔性并联机器人建模与仿真

基于虚拟样机原理,利用SAMCEF软件对柔性并联机器人进行运动学、动力学建模和仿真,为柔性并联机器人的分析和设计提供了一种新方法。该方法建模简单,可视化强,后处理功能强大,可用于验证其它建模方法的理论分析结果。首次提出一种基于SAMCEF软件的柔性并联机器人固有频率的计算方法,可迅速计算柔性并联机器人在整个运动周期中的各阶固有频率。

某型燃气轮机低压涡轮压气机转子动力学分析

为了获得某型燃气轮机低压涡轮压气机转子的动力学特性,并验证其稳定性及可靠性,本文使用SAMCEF/Field软件的转子动力学分析模块对该转子进行了分析计算。根据机组实际运行的条件,计算了该机组转子的临界转速、稳态不平衡响应、叶片丢失瞬态响应等。计算结果表明,临界转速安全系数合理;转子系统选取的平衡量具有较小的振动幅值;转子的瞬态响应结果验证了结构方案的合理性,转子系统具有较好的稳定性。得出了此转子结构方案能保证低压涡轮压气机稳定运行的结论。

转动惯量比对飞轮转子系统稳定性影响

飞轮转子系统的结构布局对其高速旋转的稳定性有至关重要影响,以600Wh飞轮储能转子系统作为研究对象,通过建模及理论分析得到了转动惯量比与旋转运动稳定性之间存在的关系,采用转子动力学专业分析软件SAMCEF Rotor分析了两种不同转动惯量比转子的涡动频率振型,临界转速等。有限元分析结果和理论建模分析结果互为验证,结果表明:当转动惯量比接近1时,对工作转速超过一阶临界转速的飞轮转子系统,转动惯量比小于1时稳定性较转动惯量比大于1时更有优势,研究结果对以后大容量飞轮储能转子系统结构设计有重要参考依据。

盘式和柱式飞轮转子系统临界转速分析

针对飞轮储能系统升降速实验中极限转速为9300 r/min,小于飞轮储能的最高工作转速15000 r/min,这会大幅降低飞轮储能系统的最大储能量。为提高飞轮储能实验中极限转速,从结构设计角度出发,采用理论公式分析、SAMCEF Rotor有限元仿真分析并结合实验数据来研究盘式飞轮转子和柱式飞轮转子的临界转速分布规律及其稳定性。分析发现,质量相同、结构不同的盘式飞轮转子其二阶临界转速远远超过柱式飞轮转子,两者的一阶临界转速相同。根据不同工作转速和储能量要求的飞轮转子,采取不同的结构方案,确保其达到工作转速要求并稳定运行。

二维有限元模型在燃气轮机转子-支承系统临界转速计算中的应用

应用专业的转子动力特性分析软件SAMCEF/ROTOR ,建立了燃气轮机转子的二维有限元分析模型 ,计算了该转子系统的临界转速 ,并与其它经典方法的计算结果以及试验结果进行了比较 。

超细层压自磨机磨筒动力学特性分析

对超细层压自磨机磨筒的工作过程进行了运动学分析;基于Samcef for rotor建立了磨筒动力学分析模型,对空载和满载状态的模态振型和固有频率等动力学特性进行了分析。分析结果表明,矿石的质量对磨筒的动力学临界转速有显著影响,其趋势是使磨筒的各阶临界转速下降。分析结果可为超细层压自磨机的工作转速设计提供参考。

电磁平衡头转子系统振动建模及模态试验研究

针对电磁主动平衡系统中转子系统的振动问题,对平衡头转子系统进行了振动建模,并对其模态特性进行了研究。首先,根据平衡头结构特征和零部件之间的装配关系,将平衡头简化为28个梁单元、10个集中质量单元和4个弹性支撑单元;然后,依据简化的模型参数,在SAMCEF中建立了转子的有限元分析模型,计算了转子系统的前三阶自由和约束模态频率;最后,通过试验方法,验证了转子系统有限元分析结果及振动模型简化方法的正确性。研究结果表明:转子系统前三阶自由模态频率为2398 Hz、4365 Hz和5161 Hz,前三阶约束模态频率为655 Hz、999 Hz和2398 Hz;试验测得一阶自由模态和约束模态分别为2380 Hz和665 Hz,和有限元分析结果的误差限仅为1.17%和2.3%;试验结果验证了平衡头结构简化方法和支撑简化、计算的正确性和有限元计算方法的有效性,为平衡头的开发设计和振动研究提供了重要参考。

165kW鼓风机改型电磁轴承后转子动力学分析与试验

10MW高温气冷堆是利用氦气循环载出核热能推动发电机组发电的新型反应堆,堆内主氦风机是高温气冷堆一回路系统的关键设备之一。主氦风机原有的支承形式为油润滑机械支承方案,为了保证轴承的长期安全运行,油润滑的机械滚珠轴承系统非常复杂,长时间运行会对氦气纯度形成威胁。电磁悬浮轴承有无需润滑、无摩擦、高转速等优点,可以用来替代机械支承以解决主氦风机支承的关键问题。但是与机械滚珠轴承相比,电磁悬浮轴承的体积较大,承载力小,在保证风机接口不变的前提下,其能否满足主氦风机的运转要求,尚需要进行验证。文章通过采用ABAQUS和SAMCEF软件建模,充分利用了转子模态频率随轴承刚度的变化规律,研究了165k W鼓风机转子在机械滚珠轴承和电磁轴承支承环境下的运转模态,最终通过电磁轴承运行实验,验证了数值计算的准确性,并证明了在驱动电机、叶轮、冷却风扇等其它结构暂不更换的前提下,使用电磁轴承替代机械滚珠轴承可以满足主氦风机的运转要求。

等效阻尼对弛张筛筛面动力学特性的影响分析

通过考察惯性式弛张筛的结构特点,对弛张筛系统进行动力学分析,建立了包含等效阻尼系数的振动方程并求解。根据弛张筛的设计参数,求出等效阻尼存在和为零时,固定筛框和浮动筛框的运动方程。在此基础上,利用SAMCEF Field非线性有限元软件中的隐式非线性模块,成功实现了对弛张筛筛面动力学特性的仿真,获得了阻尼比b=0和b=0.1时筛面中点的位移,速度和加速度随时间的变化曲线。研究结果表明,等效阻尼对筛面加速度影响较大,阻尼越小越有利于振动强度的提高。

磁悬浮飞轮转子系统动态试验分析

以600 Wh飞轮储能系统为研究对象,为计算飞轮转子系统的临界转速分布及评估在高转速下运动稳定性,采用SolidWorks进行三维建模并导入有限元软件SAMCEF Rotor求解其临界转速和模态振型。对飞轮储能系统进行升降速试验采集动态试验数据并通过时域图、频域图、轴心轨迹图进行分析。将有限元分析与试验数据进行对比,结果表明:飞轮转子系统在临界转速时振幅明显大于稳定转速时,在工作转速中,轴心轨迹重复性较好,没有超过气隙值0.3 mm,稳定性良好,为不同储能飞轮转子的改善和设计提供参考和依据。