林区智能作业车臂架动力学建模及优化设计

针对林区作业环境复杂等问题,设计一款面向林区作业的林区智能作业车。建立作业车臂架系统的运动学和动力学模型并进行三维软件仿真和优化设计。首先,采用解析几何法与拉格朗日动力学方程结合,建立臂架系统的动力学模型。其次,利用软件NX1899的机构动力学仿真工具Simcenter 3D Motion对臂架系统进行分析,得到臂架系统各油缸驱动力和行程随时间变化曲线。最后,基于响应面BBD(Box-Behnken design)设计响应面试验,对变幅油缸前后两铰点位置进行优化。结果表明,在油缸行程仅增加0.000 04%情况下,油缸驱动力减小2.33%,BBD所提供的试验设计可靠。因此,该动力学模型可为油缸选型和油缸受力优化提供理论依据。

130 m中承提篮系杆钢拱桥吊杆力优化与施工控制

采用有限元分析软件MIDAS Civil对石家庄市泊水湾大桥进行研究,对采用零位移法、刚性支承连续梁法、最小弯曲能量法计算得到的合理成桥状态进行对比分析,利用正装迭代法计算三种不同张拉次序的吊杆张拉力,并用影响矩阵法修正杆力值,确定较优的张拉次序。研究发现,最小弯曲能量法得到的成桥吊杆力分布较均匀,端部杆力较中部杆力值偏差较大的问题基本消除,且拱肋最大弯矩较小,系梁和拱肋端部弯矩整体分布较均匀;对比三种不同的吊杆张拉次序,张拉次序一(由跨中至梁端依次张拉)从施工经济性和合理性等方面要优于张拉次序二(由梁端至跨中依次张拉)和张拉次序三(跳杆张拉);三组不同张拉次序下的吊杆力经过迭代,虽然吊杆力最大偏差值均有所降低,但是按照张拉次序一进行迭代计算的成桥吊杆力优于按照张拉次序二和张拉次序三迭代计算的成桥吊杆力。

电动汽车路噪轰鸣声分析与优化

电动汽车普遍存在路面激励产生车内轰鸣声的问题。以某电动SUV车型后桥引起31 Hz轰鸣声为背景,分析轮胎低频振动模态、后悬架传递特性以及尾门与车内声腔的耦合机理,从后悬架刚体模态调整、车身模态控制、尾门约束优化等方面提出解决方案,将车内轰鸣声从45降低至35 dB(A)。提出用悬架力传递率衡量悬架的传递特性,用车身噪声传递函数衡量车身和尾门的传递特性,用尾门噪声传递函数衡量尾门与车内声腔的耦合程度。对尾门与车内声腔的耦合机理进行理论分析,对模型计算公式进行理论推导,尾门在1阶模态频率处的振动阻抗与声腔阻抗匹配产生共振是SUV车型在25至35 Hz容易产生轰鸣声的根本原因。路噪轰鸣声的机理分析和优化方案对电动汽车NVH开发具有参考价值。

拱肋面外稳定性验算

拱肋面外稳定性验算主要考虑到联结系作用的拱肋稳定性、斜吊杆影响、以及吊杆力的非保向效应。分别对二铰拱、无铰拱做出验算,并按照临界荷载系数及拱肋正截面承载力,对稳定性影响做出安全评估。根据评估资料,对施工方案做出探索。所有相关尺寸均为虚拟,不是设计实例,仅作算例参考。

先拱后梁法系杆拱桥的关键施工控制技术研究

本文以高速公路93.48m北庄埭大桥为工程依托,通过一系列严密与精准的监测手段,实现了该桥在整体施工中对拱脚位移与应力、系梁变形、吊杆张拉力等关键结构的监测,同时采用有限元软件对实际施工过程进行仿真分析,并将理论值与实测值进行对比分析。本文分析结果可为今后类似工程提供参考借鉴。

新型核电机器人伸缩臂的设计和有限元分析

新型核电机器人是一种用于核电安装、检修的重型管道抓取提升设备。文章分析新型核电机器人伸缩臂的结构特征,采用SolidWorks软件对新型核电机器人伸缩臂进行实体建模,并采用ANSYS Workbench有限元分析软件对伸缩臂在不同工况下的应力-应变进行分析,得到伸缩臂极限工况的应力状况。结果表明,设计的机器人伸缩臂在核电安装、检修极限工况下承载能力可行、结构设计合理。

下承式斜靠钢箱系杆拱桥施工阶段模拟分析

下承式斜靠钢箱系杆拱桥作为市政桥梁中较为常见的桥梁,具有一种复杂的三维空间结构——高次超静定,为确保施工安全可靠,需依靠有限元软件对结构的施工阶段进行分析。文章以引江济淮工程创新大道桥施工为背景,采用有限元模型对结构强度、刚度和稳定性进行验算分析,在施工过程中,主桥多次边界条件的变化,不能依照成桥吊杆力依次张拉吊杆,按照正装-倒退分析结合有限元模拟的方法调整吊杆索力,并与目标成桥索力和实测索力结果进行比较,结果表明,成桥索力与实测索力相差较小。

悬臂式掘进机截割头摆动力与截割力的匹配关系

根据悬臂式掘进机截割头在不同工况下截齿的受力状况,研究了截割头摆动力与截割力的匹配关系及其一般取值范围,以此为掘进机悬臂回转机构的设计提供理论依据。

以ADAMS为平台的旋挖钻机变幅机构变幅油缸举升力仿真分析

介绍旋挖钻机变幅机构的主流结构形式及其工作原理,并借助Pro/E建立变幅机构的三维模型,再导入ADAMS建立动力学仿真模型。在ADAMS虚拟环境中,对变幅机构两组变幅油缸在不同运动顺序下的举升力分别进行仿真,给出两组变幅油缸举升力的仿真曲线,并分析仿真结果,得出对旋挖钻机变幅机构设计具有指导性的一些结论。

全地面起重机超起装置对臂架受力影响研究

全地面起重机在安装超起装置后属于内力静不定问题,文中用经典力学中的能量法探讨该静不定问题,进而求解出超起装置各构件和臂架的受力。并编制相应计算程序,以QAY350全地面起重机为例,计算某一工况下臂架承受的最大应力,并与未安装超起装置时臂架的受力进行对比。最后研究超起装置各构件参数对臂架受力的影响。分析研究结果表明,全地面起重机在安装超起装置后臂架承受的弯矩和最大应力明显减小;超起撑杆与臂架垂直时,臂架承受的最大应力最小;以臂架变幅油缸上铰点处截面受力为考核点,可知超起撑杆安装位置越靠近变幅油缸铰点,臂架受的最大应力越小;超起撑杆的长度增加到某一值时,臂架承受的最大应力不再随超起撑杆的长度增加而变小,而是始终保持不变。

日本经济高速增长时期农业劳动力转移及其启示

农业剩余劳动力转移贯穿了整个的日本经济高速增长时期。伴随着工业化进程的快速推进,在政府相关的农业政策、劳动力政策以及教育政策等的推动下,日本的农业剩余劳动力在该时期实现了成功的转移。日本农业剩余劳动力转移的成功经验给我国提供了许多重要启示。

汽车传动系扭振引起的车内轰鸣声控制方法

某前置后驱微型客车存在低转速车内轰鸣声的问题,研究表明该轰鸣声由传动系扭振引起。首先对传动系扭振影响车内噪声的机理进行分析,在此基础上建立传动系扭振当量系统模型并进行自由振动计算。同时建立对象车型发动机仿真模型,从而获取发动机激振力矩,完成受迫振动计算。然后开展传动系扭振测试,并将自由振动及受迫振动计算结果与试验数据进行对比,验证了模型的有效性。然后利用此模型研究对象车型传动系扭振特性,从减小经后桥及后悬架向车身传递的扭振激励的角度出发,提出了一系列控制主减速器处扭振幅值的方案。试验结果表明所提方案对改善低转速车内轰鸣声效果明显。上述工作对解决同类问题具有一定意义。

混凝土湿喷机臂架系统的动力学建模与分析

针对混凝土湿喷机臂架系统的液压油缸驱动力难以显式计算的问题,采用解析几何法和拉格朗日方程建立混凝土湿喷机臂架系统的动力学模型.将驱动油缸等效为活塞杆沿着套筒运动的二连杆机构,这样臂架成为不完全开链的十连杆机构.采用解析几何法,推导臂架杆件转角与液压油缸行程的函数关系,即臂架系统的运动学方程.在运动学基础上根据拉格朗日动力学方程,建立广义力(液压油缸驱动力)对广义坐标(油缸行程)的数学模型.仿真分析时选择了湿喷机的一个典型工作过程,利用符号运算工具MAPLE求解广义力的解析式,并导入MATLAB进行数值求解.同时,利用PRO/E的机构动力学仿真工具对臂架进行分析.对比可见MATLAB与PRO/E仿真结果相吻合,验证了混凝土湿喷机臂架系统动力学模型的正确性.最后,结合动力学模型分析驱动油缸铰点位置变化对油缸工作过程中最大驱动力的影响,结果表明原湿喷机臂架系统结构有待进一步优化.因此,该动力学模型为油缸选型和油缸受力优化提供了理论依据.

悬臂式掘进机工作装置的变结构力控制研究

针对悬臂式掘进机工作装置的电液控制模型具有多变量和非线性的特征,进行了掘进机工作装置的变结构力控制研究。基本思想是控制工作装置各油缸的输出力,使其跟踪规划的期望输出力;建立了工作装置升降和回转液压系统力控制模型,设计了以油缸输出力的偏差为切换面的变结构控制函数,采用光滑函数消除滑模面上的抖振现象;对直线截割路径进行了轨迹规划。仿真结果表明变结构力控制具有良好的控制作用。

考虑大变形的汽车起重机受限空间下倾覆稳定性分析

针对汽车起重机为减少地基投入或受到原有环境限制导致支腿无法完全伸展的现象,以QY25T汽车起重机为例,对其在受限空间内倾覆稳定性决定的最大起重量计算方法进行了研究,并考虑了支腿最大压力及臂架非线性变形对最大起重量的影响.结果表明,支腿最大压力会限制最大起重量,且臂架的非线性变形在臂架较长时,其变形情况可以使得倾覆力矩最大增加了20.60%,因此需要添加合理的安全系数.

双缆网式拦冰索模型试验

通过对原有拦冰索型式的优化和改进,提出一种双缆网式拦冰索.适当设置该拦冰索不仅在结冰期能够促进稳定冰盖的形成,缩短流凌期时间;而且在融冰期能够减少拦冰索下游冰凌输送量,降低冰塞、冰坝发生的可能性,提高流凌期输水能力.通过真冰物理模型试验研究发现,拦冰索的作用过程可以划分为发展期、平衡期和失效期3个阶段.平衡期顺流向索力均值可以作为衡量拦冰索拦冰能力的指标.通过量纲分析获得该指标的计算公式,为南水北调中线工程冰期输水过程中拦冰索的应用提供依据.

掘进机截割机构回转铰点对截割能力的影响研究

利用Matlab程序设计语言对纵轴式掘进机的截割机构的回转铰点进行设计研究,从而分析回转铰点的不同位置对水平切割牵引力的影响,为提高掘进机的破岩能力和关键元部件的强度设计提供一定的依据。

计及液压缸作用的起重机伸缩臂欧拉临界力的精确解析解

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂组成,吊臂自身只承受弯矩,轴向压力则由吊臂内部的支撑液压缸承受,因此,其力学模型不能等同于变截面的阶梯柱。本文给出了考虑液压缸支撑作用的起重机多节伸缩臂在起升平面外的欧拉临界力的精确解析解,并与忽略液压缸支撑作用的计算模型所得欧拉临界力进行比较。分析结果表明,考虑液压缸支撑作用时起重机多节伸缩臂的欧拉临界力大于不考虑液压缸支撑作用的变截面阶梯柱力学模型的欧拉临界力。因此,我国起重机设计规范中所用变截面阶梯柱力学模型计算伸缩臂之稳定性是偏安全的。

EBJ—200G掘进机增加截割高度设计

根据用户需要 ,采取机体加高 ,截割臂加长的方法来增加掘进机的截割高度。

臂架驱动双纽线型起重机变幅机构的受力分析和实现

双纽线型起重机因其变幅轨迹近似为双纽线而得名.双纽线型起重机变幅机构的特点为臂架和后摇杆的活动范围大、几何形态特殊、整机重心高度低.运用逆向工程、机构学原理来分析该双纽线型起重机变幅机构的受力特性,经实例分析并在Matlab软件平台上实现,表明了该双纽线型起重机变幅机构具有良好的力学性能,非常适宜带载变幅作业.