基于Plant Simulation的化纤自动落丝系统仿真实验分析

基于Plant Simulation软件,构建一种化纤自动落丝系统的3D数字化模型,对系统效率关键输入因子进行参数化设置,将系统各工位三维数字模型导入软件中建立层次化运动机构图形结构,并运用Simltalk语言实现三维动作仿真,通过基础物理参数设置,保证了仿真数字化模型与现实系统更具一致性。通过多级实验设计分析了系统影响因子对于系统效率的影响特性曲线,并进一步通过动态参数化实验方法,计算出双输入因子对系统效能影响的敏感度。该实验结果可为化纤自动落丝系统的建设成本控制与可行性分析提供指导,具有较好的工程应用价值。

Design and dynamic simulation of hydraulic system of a new automatic transmission

A new hydraulic system of a novel automatic transmission (AT) was designed. The dimension and structure of valves and cylinders were designed by theoretical calculation. The dynamic simulation model of hydraulic system of AT was established by ITI-SimulationX. Simulation results and theoretical design results were compared to confirm the simulation model. Based on the confirmed simulation model, the simulation results of pressure and flow of the hydraulic system were analyzed. The dynamic simulation method is very helpful for designing and analyzing the performance of hydraulic system and further optimization design. The theoretical design method and dynamic simulation model are feasible for the real industrial applications. The research results can be used in hydraulic system design and optimization.

Simulation and uniform design-based automatic generation of risk scenarios

This paper presents a methodology for automatically generating risk scenarios for dynamic reliability applications in which some dynamic characteristics(e.g.,the order,timing and magnitude of events,the value of relevant process parameters and initial conditions) have a significant influence on the evolution of the system.The main idea of the methodology is:(i) making the system model "express itself" through simulation by having the model driven by an elaborated simulation engine;(ii) exploiting uniform design to pick out a small subset of representative design points from the space of relevant dynamic characteristics;(iii) for each selected design point,employing a depth-first systematic exploration strategy to cover all possible scenario branches at each branch point.A highly dynamic example adapted from the literature(a chemical batch reactor) is studied to test the effectiveness of the proposed methodology.

Simulation-based automatic generation of risk scenarios

A methodology for automatically generating risk scenarios is presented.Its main idea is to let the system model ＂express itself＂ through simulation.This is achieved by having the simulation model driven by an elaborated simulation engine,which：（i） manipulates the generation of branch points,i.e.event occurrence times;（ii） employs a depth-first systematic exploration strategy to cover all possible branch paths at each branch point.In addition,a backtracking technique,as an extension,is implemented to recover some missed risk scenarios.A widely discussed dynamic reliability example（a holdup tank） is used to aid in the explanation of and to demonstrate the effectiveness of the proposed methodology.

基于SimulationX的整车动力性和经济性评估

以某搭载纵置6AT变速器的运动型多用途汽车(sport utility vehicle,SUV)为基础,采用SimulationX构建整车动力性及经济性仿真模型,输出动力性及经济性仿真分析结果,以提升产品匹配方案的合理性,缩短新产品开发周期。最后,对比了整车实测数据,验证了仿真模型的准确性。

Dynamic Simulation Analysis of the Flexible Swap Device

With the development of space science and technology,the on-orbit servicing technologies of spacecraft get more and more attention.According to the design criterion of existing spacecraft in orbit module replacement technology,the flexible swap device is designed and the dynamics simulation of institutions by the automatic dynamic analysis of mechanical systems(ADAMS)simulation software is analyzed.Throughout the analysis process,this paper studies the effect of collision force of flexible mechanism and provides a basis for the optimization of flexible plug agencies.

Design of Underwater Robot Lines Based on a Hybrid Automatic Optimization Strategy

In this paper, a hybrid automatic optimization strategy is proposed for the design of underwater robot lines. Isight is introduced as an integration platform. The construction of this platform is based on the user programming and several commercial software including UG6.0, GAMBIT2.4.6 and FLUENT12.0. An intelligent parameter optimization method, the particle swarm optimization, is incorporated into the platform. To verify the strategy proposed, a simulation is conducted on the underwater robot model 5470, which originates from the DTRC SUBOFF project. With the automatic optimization platform, the minimal resistance is taken as the optimization goal;the wet surface area as the constraint condition; the length of the fore-body, maximum body radius and after-body＇s minimum radius as the design variables. With the CFD calculation, the RANS equations and the standard turbulence model are used for direct numerical simulation. By analyses of the simulation results, it is concluded that the platform is of high efficiency and feasibility. Through the platform, a variety of schemes for the design of the lines are generated and the optimal solution is achieved. The combination of the intelligent optimization algorithm and the numerical simulation ensures a global optimal solution and improves the efficiency of the searching solutions.

89钻杆自动排放机械手设计与研究

为了解决目前人工辅助完成陆地钻台立柱存取存在排放工作劳动强度大、安全性低等问题,以KV3000钻井平台为大环境、89钻杆组成的立柱为研究对象,设计了钻杆自动排杆机械手。首先,对钻井过程中存取立柱的动作及时序过程进行分析;其次,采用动力学仿真分析方法对自动排放机械手进行干涉检查和行程检验,并针对核心零部件进行有限元分析。结果表明:研究装置可顺利完成钻杆存取工作,实现立柱在立柱盒与井口之间的位置转换,加速度均为线性,变化比较平稳,整体无较大波动;核心零部件最大变形为0.15167 mm,最大应力为59.875 MPa,均在允许范围。设备结构合理、运动轨迹规划合理、核心受力部件满足使用要求,提高了钻井作业过程中的自动化程度和安全性,为钻井作业钻杆自动排放提供了解决方案。

基于数字孪生的热电池保温棉自动缠绕系统研究

为提高热电池保温棉缠绕工艺的效率与质量,基于数字孪生技术开发了一种保温棉自动缠绕系统。首先,利用NX MCD软件创建保温棉自动缠绕装置的数字孪生映射结构模型,并通过TIA Portal软件实现了模型与实际物理装置以及控制设备之间的信息交互和状态检测,以更准确地反映缠绕动作及状态。然后,建立保温棉自动缠绕过程的力学模型,以深入分析缠绕机理。接着,通过有限元动力学仿真研究了缠绕张力和电堆转速对保温棉缠绕效果的影响,并将仿真结果导入数字孪生系统,以优化数字孪生结构层和控制层程序。最后,通过联合调试成功实现了保温棉缠绕自动化并生产出包覆效果良好的热电池电堆。所采用的研究方法有效地提高了研发效率、加速了设计过程以及降低了试错成本,可为缠绕包装自动化装配研究提供参考。

智能挂弹机器人结构设计与举升机构仿真分析

针对目前军用机场传统液压挂弹系统作业时间长、人力成本高、挂载精度低等问题,设计一种智能挂弹机器人以提高挂弹作业效率.首先,完成智能挂弹机器人的机械结构总体设计;其次,对智能挂弹机器人最关键的举升机构进行静力学和运动学分析,建立起举升机构力矩平衡方程和运动学方程;最后,通过机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical systems, ADAMS)仿真计算举升机构在作业过程中的推力变化和末端托盘速度变化情况.实验结果表明,所设计的举升机构性能达到了预期要求,同时仿真结果也可为智能挂弹机器人的举升电力系统设计和选型提供可靠的数据支持.

某枪械的连发改进仿真

为研究在某型18.4 mm功能多防暴枪结构的基础上将半自动发射方式改为全自动发射的可行性,结合3维作图软件和仿真软件建立其动力学仿真模型。通过单发射击仿真结果和试验结果对比验证模型的有效性,并在此基础上进行连发射击仿真,对该型半自动防暴枪连发功能改进后的自动循环、抛壳、供弹等工况进行仿真分析。结果表明:防暴枪现有自动循环、供弹、抛壳等结构满足连发射击的要求,仅需对其发射机部分进行细微改动即可实现全自动射击。

滚-跳多运动模式球形机器人的动力学仿真研究

复杂的探索环境对探测机器人的通行能力提出了更高要求,具有多种运动模式的球形机器人是探测机器人领域的研究热点之一。通过对球形机器人内部构件质量分布的调节,设计了一种基于单摆驱动式的滚-跳多运动模式球形机器人,其具有滚动、转向、爬坡与跳跃4种基本运动能力;随后,又根据球形机器人的设计方案建立了球形机器人4种基本运动动力学方程。利用Automatic Dynamics Analysis of Mechanical Systems(ADAMS)软件构建该球形机器人虚拟样机并对其进行了滚动、转向、爬坡与跳跃的动力学仿真,最后以此为依据计算滚动、转向、爬坡与跳跃运动性能的仿真值,并制作实验室样机验证了动力学仿真的正确性。

Evaluation of anti-fouling performance for ion-rod water treater with automatic dynamic simulator of fouling

The application of a novel Automatic Dynamic Simulator of Fouling (ADSF) to evaluate the effectiveness of ion-rod water treater is reported.The effects of some parameters of the water treater were studied with an ADSF made according to patented technology, and orthogonal experimental design was adopted with the use of artificial hard water.Experimental results validated that the ion-rod water treater could mitigate fouling,and the anti-fouling efficiency varies with the test conditions.The anti-fouling efficiency of treater increased with the increase of flow velocity in the range of 0.8—1.2 m·s -1 and output voltage in the range of 7500—15000 V.The efficiency weat up initially, and then went down with the increase in hardness.The rough surface of ion-rod was superior to the smooth one.The order of influence on treater performance with respect to these factors was as follows: water hardness, roughness of surface, flow velocity and output voltage.The research also provided a guide to improving the performance of ion-rod water treater.

转管自动炮供弹系统制动方法及动态特性研究

由于转管自动炮对供弹系统的制动特性要求极高,故有必要研究附加力矩对供弹系统制动特性的影响。建立空间路径下弹带运动多体动力学模型,通过力矩变化对供弹系统制动特性进行仿真分析;通过动力学理论建立供弹系统弹链的运动约束方程,对弹链带上链节的运动规律进行描述;通过仿真分析结果和测试实验数据进行对比,得到附加制动力矩对供弹系统制动特性的具体影响。研究结果显示:附加制动力矩可以有效改善供弹系统的供弹条件。

压电驱动喷射点胶阀系统性能的仿真与实验

压电喷射阀因其高频、胶滴均匀以及可实现纳升量级的微量胶滴喷射,而被广泛应用于微电子封装。建立了压电喷射阀的机械系统动力学自动分析(ADAMS)仿真模型,基于模型定义流体动力学模型中喷针的运动,实验验证了仿真模型的合理性。通过实验和仿真,研究了喷射阀的动态性能和胶滴喷射的动态过程,分析了胶液填充速度对胶滴体积的影响规律。实验探究了不同行程下喷射阀的喷射性能,胶滴体积的一致性误差不超过±6%,绝对误差随行程增大而增大,当行程为0.06 mm时,相对误差不超过±3%。

超声电机减摩现象的仿真研究

基于商用有限元软件自动增量式非线性动力学分析(automatic dynamic incremental nonlinear analysis,简称ADINA),对超声电机的减摩现象进行仿真研究,提出等效摩擦因数的概念。分别在驻波激励和行波激励下研究了超声电机启动响应过程的瞬时等效摩擦因数。通过仿真计算,得到了不同预压力、激励频率和电压情况下的稳态等效摩擦因数。当预压力较小时,驻波激励下的减摩效应强于行波激励;当预压力较大时,超声振动受到抑制,此时2种激励方式的减摩效应近乎一致。研究发现:激励频率越接近谐振频率,预压力越小、驱动电压越大,减摩效果就越显著;其中,激励频率和预压力的影响要大一些。本研究为超声电机减摩现象的研究与应用提供有益的帮助。

浮动发射武器瞎火自动复位装置设计与仿真研究

为解决某高初速榴弹发射器浮动发射过程中遇瞎火后自动机无法自动复位的问题,设计了一种利用火药燃气能量的瞎火自动复位装置,从数学建模、数值计算和动力学仿真研究来验证了该装置实现自动机自动复位的可行性。首先基于武器气体动力学理论,建立了该瞎火自动复位装置的气体动力学模型;随后通过数值计算方法,分析了该装置的导气孔位置、导气孔直径和集气室容积3个关键结构参数对集气室内气体压力和弹丸初速的影响;最后对武器系统浮动发射和瞎火后自动机复位过程开展了动力学建模与仿真研究,获得了武器射击后坐力和自动机复进后坐位移变化曲线。结果表明:当导气孔位置为340 mm、导气孔直径为15 mm、集气室长度为50 mm时,该装置能够实现武器浮动发射过程中遇瞎火后自动机的自动复位,此时弹丸初速为441.19 m/s,初速损失率为2.12%,武器后坐力峰值为754.73 N,该研究可为武器浮动发射瞎火自动复位装置设计提供理论依据。

机车自动驾驶技术研究与应用

当前轨道交通正朝着绿色、智能的方向发展,自动驾驶可进一步降低列车运行能耗,提升列车运行效率、消除不同司机操纵差异、提升列车运行一致性,是未来路网条件下列车有序协同运行的控制基础,也是轨道交通智能化方向技术发展的典型代表。文章分析了机车自动驾驶研究的国内外现状和技术难点,阐述了满足我国干线机车运用需求的机车自动驾驶系统整体架构,设计了有人值守的机车自动驾驶方案,详细介绍了列车运行规划与速度控制、列车纵向动力学仿真、多传感器融合感知、列车系统运行仿真等关键技术,并对机车自动驾驶技术未来的发展方向进行了思考和展望。基于上述技术的机车自动驾驶系统已在多个铁路局和铁路公司装车运用并取得显著的应用效果。该系统可支持不同的编组和载重,可适配不同的车型、控制系统、信号系统,具有良好的通用性和可推广性。

300 MW火电机组AGC变负荷过程动态反馈特性

为研究AGC变负荷火电机组动态特性,以北方某电厂300 MW机组为研究对象,建立了基于Dymola建模的仿真模型,验证了其稳态过程的有效性,得出了不同变负荷率下机组主要热力参数变化规律。并结合电网中2个细则的经济性指标在不同变负荷速率下对其经济性进行分析。结果表明,随变负荷率增加,锅炉的输出功率、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、主蒸汽压力和不同设备的工作温的波动越来越剧烈。其中降负荷速率为10.5 MW/min时,主蒸汽温度的最大偏差可达到12℃。且对于该机组,为保证2个细则经济性指标,该机组升负荷速率一般不宜超过5 MW/min,降负荷速率一般不宜超过7 MW/min。

自动抢接钻具止回阀装置运动学仿真研究

针对发生井喷事故时人工抢接钻具止回阀存在的抢接时间长、可靠性差、易造成人员伤亡等问题,设计了一种可用于抢接钻具止回阀的自动化装置。利用SolidWorks软件建立自动抢接钻具止回阀装置的运动学模型,对移运单元进行运动学分析,采用五次多项式法对装置执行机构进行了轨迹规划;利用ADAMS仿真软件对装置进行运动学与动力学仿真分析,验证了装置理论模型的正确性,得到了装置末端携带的钻具止回阀与装置执行元件的运动特性曲线,以及执行元件的驱动力与驱动力矩。分析结果表明:自动抢接钻具止回阀装置能够将钻具止回阀准确运送至指定位置,误差不超过1 mm,满足设计的误差要求;经过轨迹规划后装置运行平稳、无冲击,能够较好地完成钻具止回阀的抢接工作;驱动力与驱动力矩的变化曲线可为执行元件的选取和装置优化提供参考依据。