基于非线性弹簧阻尼模型的球体碰撞模拟

基于动态接触模型对碰撞接触过程进行建模和数值计算,分析了模型各参数的物理意义,并与经典力学接触模型进行对比,通过恢复系数与阻尼系数的关系,将两类模型联系起来。使用Roung-Kutta方法求解动力学方程,并将模型结果与ABAQUS显式动力学模拟结果及实验结果进行比较。对比结果表明,非线性阻尼模型能够较为准确地反映碰撞接触过程。研究工作验证了模型及各参数选取的合理性,比较了各模型特点,为接触过程模型选取提供了参考。

柔性体碰撞阻尼模型的适用性分析

用理论和实验相结合的方法研究柔性梁和刚性球正碰撞过程中2种碰撞阻尼模型的适用性.基于Euler-Bernoulli假设,考虑几何非线性,用绝对节点坐标法建立了平面柔性梁的动力学模型.用非线性弹簧阻尼模型建立了柔性多体系统的碰撞动力学方程;在考虑局部残余变形的前提下,用弹塑性模型建立了柔性多体系统的碰撞动力学方程,将碰撞过程分3个阶段(弹性碰撞,弹塑性碰撞,弹性恢复)进行分析.设计了柔性梁和刚性球的碰撞实验,将仿真计算与实验数据对比.结果表明,弹塑性模型更适用于碰撞分析.

间隙旋转铰接触碰撞模型固有特性分析

旋转铰链是机械系统中应用最广泛的一种可动连接形式,针对旋转铰中的间隙对机械系统动力学行为的影响。采用非线性等效弹簧阻尼模型建立间隙旋转铰处的接触碰撞模型,并在模型中用非线性弹簧阻尼模型描述两物体的碰撞特性。然后,通过分段线性化处理给出非线性等效弹簧阻尼模型固有频率的解析表达式。结合理论分析和ADAMS动力学仿真,确定了接触模型固有频率的主要影响因素为等效弹簧刚度、间隙和转速,并给出了其影响规律。

基于刚柔耦合多体动力学模型的配气机构计算

通过在配气机构多刚体模型中引入柔性体,描述了配气机构的动力学性能;建立了柔性体气门弹簧,分析了气门弹簧动刚度的非线性行为,并且依据模态技术计算得到其动态应力;该方法为优化设计配气机构等机械产品及对其进行疲劳性能研究提供了依据。

大功率直驱风力发电机轴承应力场有限元计算

对于大功率直驱风力发电机轴承而言,采用全实体单元构建的有限元模型中包含大量非线性的滚子/滚道接触,网格数量庞大,计算难以收敛。为了简化计算模型,一种可行的途径是利用非线性弹簧模拟滚子/滚道接触。根据有限长线接触模型,通过数值计算方法求解得到了滚子/滚道接触刚度曲线,基于该刚度曲线,采用非线性单向压缩弹簧模拟滚子/滚道接触,构建了直驱风力发电机轴系整体计算模型,得到了轴系在极限载荷作用下轴承的载荷分布和接触应力。通过对直驱风力发电机轴承摩擦力矩的现场测试,结果表明,基于该方法建立的仿真计算模型有效,且对于求解一般的复杂轴系问题具有推广价值。