基于LuGre摩擦模型的两轮自平衡车系统动力学

准确描述轮式机器人系统的运动状态是对其进行轨迹控制的关键,而当驱动轮与地面存在相对滑移或侧滑时,添加非完整约束的动力学描述方法通常会失效。为了得到适用于非结构化环境的轮式机器人动力学模型,本研究以两轮自平衡车为例,为LuGre模型添加摩擦力,以描述驱动轮与地面之间的粘滞-滑移效应;基于虚功率原理,建立包含摩擦力的轮式机器人系统动力学方程,并针对不同驱动力及不同工况条件对系统进行了动力学仿真及分析。仿真结果表明:相比于传统的添加非完整约束,基于LuGre摩擦模型的动力学建模方法可以有效侦测到驱动轮与地面的相对滑移及侧滑状态,在真实工况下反映系统动力学行为方面表现出有效性和优越性,为轮式机器人后续的优化设计及轨迹控制提供理论依据。

基于滑模变结构的虚拟总轴控制策略研究

印刷过程中高精度的套印取决于预套准阶段对调节辊的精准定位。针对摩擦对套印精度的影响,以及扰动对同步精度的影响,提出了基于滑模变结构的虚拟总轴控制策略,并利用李亚普诺夫函数证明了该控制算法的稳定性。实验结果表明所提出的控制策略不但能够有效地扰动及预套准阶段摩擦对系统跟随性能的影响,而且能提高无轴传动印刷机的同步控制精度。

基于虚拟仪器的新型静摩擦试验机设计

介绍了一种新型静摩擦试验机,简述了该试验机的功能及主要技术指标、组成、工作原理和特点,重点说明了试验机的结构特点、关键部件的设计思想与设计方法及其实现方法。

基于LabView的伺服转台Stribeck摩擦测量系统

基于虚拟仪器技术,利用NI USB-4431数据采集卡、LabView软件研发了一种伺服转台Stribeck摩擦测量系统,实现对光电设备伺服转台的Stribeck摩擦力矩测试。该套系统通过LabView程序控制USB-4431数据采集卡,实现了对转台速度、加速度、电流的采集、显示、存储、数据分析等功能。以某一光电设备T型架方位转台实验,获得该转台的最大静摩擦力矩参数、库仑摩擦力矩参数、临界速度和黏滞摩擦系数。经验证,将摩擦参数带入模型中,正弦曲线引导下,转台仿真与实验的速度相关系数达0.99。该系统人机界面友好,可实现在线显示与测量,提供丰富接口,系统功能可做进一步扩展。

一种机械式高楼逃生装置设计方法研究

高楼逃生装置作为一种实用新型产品已引起人们的关注和重视。针对逃生装置的关键技术进行设计研究,提出了一种机械式高楼逃生装置的设计方案。首先分析逃生装置的结构组成及工作原理,利用Pro/E软件建立逃生装置的三维几何模型,进行虚拟装配及干涉检测。采用机械系统动力学仿真软件ADAMS构建虚拟样机,进行运动学/动力学分析。最后加工实验装置。实验测试表明,该逃生装置能够满足设计要求。

基于虚拟样机技术的装备操纵摩擦元件寿命预测

利用ADAMS软件建立装备操纵摩擦元件虚拟样机。基于虚拟样机平台,结合干摩擦磨损实验,依据磨损寿命计算流程,建立了磨损失效寿命预测模型,实现了操纵摩擦元件磨损寿命的预测。干滑动摩擦磨损实验是在自制销盘式摩擦磨损试验机上进行的。该方法可准确快捷地预测装备操纵摩擦元件的寿命。

基于虚拟样机技术的渐开线齿轮啮合摩擦动力学研究

基于虚拟样机技术,考虑齿轮啮合过程中摩擦力对接触碰撞力的影响,用ADAMS软件建立渐开线齿轮啮合的动力学模型,通过仿真分析得到与理论计算基本吻合的仿真结果,并对啮合过程中轮齿间摩擦力、摩擦因数、相对滑动速度的变化及相互关系进行研究。结果表明:运用虚拟样机技术可以实现对渐开线齿轮啮合的摩擦动力学研究,从而为进一步研究齿轮啮合摩擦学特性奠定基础,具有良好的工程应用前景。

Unified analogue method of effective prestress for post-prestressed tendon

In order to obtain the present effective prestress and its longitudinal distribution of prestressed tendon during the process of inspection and evaluation, a unified analogue method was put forward. Based on the theory for calculating instantaneous prestress loss of the tendons with complicated geometry, a universal numerical model was established. Therefore, the distribution of effective prestress could be simulated after recognizing the nominal coefficients of prestress loss with the obtained stress data of objective steel tendon. The numerical simulation results of a full-length tendon of a three-span continuous beam bridge show that the relative errors between the calculated value and the value in the code are within 5%, which meets the requirement for engineering application.

考虑摩擦效应的薄层状岩体矿柱稳定性可靠度分析

为了更真实描述薄层状岩体顶板—矿柱系统的力学行为,提出了考虑岩层界面间摩擦效应的假定。基于提出的假定模型,得到了依据虚功原理建立的以位移为基本未知量的功能函数;借助FLAC3D软件对简化的采场系统进行模拟,在线性假定范围内对比摩擦效应对模型各岩层力学行为的影响,并分析讨论摩擦效应对采场稳定性的影响;提取模拟结果中的位移数据,采用蒙特卡洛可靠度分析方法,计算有摩擦和无摩擦两种模型在不同埋深下最优的矿柱宽度。结果表明:界面摩擦效应对顶板—矿柱系统稳定性存在着不可忽视的影响;在存在摩擦效应的状况下,当矿房跨度为9 m时,50、100、150、200、300 m埋深下最优矿柱宽度为3、4、6、7、9 m,无摩擦模型偏于保守。

物料沿抛送叶片的运动仿真与高速摄像分析

为了揭示物料运动规律与叶片式抛送装置功耗及抛送效率之间的关系,从而降低叶片式抛送装置功耗、提高抛送效率,采用理论分析、虚拟样机技术与高速摄像技术相结合的方法对物料沿抛送叶片的运动进行研究。建立了适合前倾、后倾及径向叶片的物料沿抛送叶片运动的动力学模型及ADAMS模型,为了综合考虑气流对物料以及物料间的相互作用引入当量摩擦系数,通过与高速摄像试验数据进行回归分析得到当量摩擦系数的值,进而对动力学模型及ADAMS模型进行了修正。通过分析功耗及抛送效率与物料运动规律之间的关系,获得了物料最佳抛出角范围约为60°～130°。该研究为叶片式抛送装置参数优化提供了参考。

多绳摩擦提升机衬垫摩擦系数测量装置的设计

针对当前提升机摩擦衬垫摩擦性能测定的现状,提出一种基于PLC和虚拟仪器技术的衬垫摩擦系数的新型测量装置。着重介绍了该装置的测量方法,硬件组成及软件的设计。新技术的采用使衬垫摩擦系数的测定具有较高的精度和可靠性。

火炮方向机缓冲自锁过程的动力学响应分析

为研究火炮方向机缓冲自锁过程的运动规律和动力学特性,分析了缓冲摩擦装置的结构及作用机理,确立了其主要力学模型和计算方法。在此基础上,利用ADAMS多体动力学分析软件建立了缓冲摩擦装置虚拟样机,考虑冲击外力、传动间隙、碟形弹簧刚度、阻尼及预压力等因素,仿真得出支撑垫圈和碟形弹簧的振动响应曲线,与部件实际运动规律相吻合。重点考虑传动间隙对缓冲摩擦装置的影响,仿真结果表明,后螺筒和长螺帽的调整间隙只有控制在一定范围内,缓冲摩擦装置才能充分发挥其效能。

基于虚拟仪器的球盘摩擦磨损实验机设计

针对现有摩擦磨损实验机的不足,为满足实验研究的需要,将虚拟仪器应用于摩擦学测试,设计了一台高精度球盘式摩擦磨损实验机。实验机利用电涡流传感器检测弹性梁变形位移的方法测量摩擦力;采用基于LabVIEW软件平台和数据采集卡的测试和控制系统。标定及测试表明该摩擦磨损实验机运行稳定,操作方便,具有较高的测量精度和良好的扩展性。

虚拟制造环境下数控机床的摩擦动力学建模与仿真

利用Pro/E建立三轴数控铣床的虚拟模型,以最简化原则建立运动副坐标系,对机床结构进行分析,根据Karnopp模型建立虚拟环境下任意三轴数控机床的摩擦动力学模型,并结合ADAMS软件对XH-714型三轴数控铣床的圆周运动进行仿真分析,验证在加工过程中摩擦非线性对数控机床进给系统加工精度的影响。

基于虚拟仪器技术的滚珠丝杠副摩擦力矩测试系统设计

介绍了滚珠丝杠副摩擦力矩虚拟测试系统的设计方案。系统主要由测力传感器、滤波放大电路、编码器、单片机80C552及上位PC机组成,采用图形化编程语言LabVIEW作为人机界面和数据处理平台,将虚拟仪器技术运用到摩擦力矩测试中来,使得系统的测试功能更加强大,测试、分析过程更加方便、迅速。

基于虚拟仪器的多绳摩擦提升机衬垫摩擦系数温控系统的设计

针对当前提升机摩擦衬垫在各种条件下的摩擦生热现象,提出一种基于虚拟仪器技术的温度控制系统。着重介绍了该装置硬件组成、软件的设计及温度对衬垫摩擦系数影响的实验研究。新技术的采用使衬垫摩擦系数的测定具有较高的精度和可靠性。

摩擦提升机的虚拟样机研究

钢丝绳传动特性是摩擦式提升机设计一个重要的考虑因素。为了研究摩擦提升机提升过程中钢丝绳的动力学特性,为安全运行提供保证,通过虚拟样机技术及其支撑软件ANSYS和RecurDyn,利用相对节点法建立了钢丝绳的多体动力学仿真模型,构建了简化后的摩擦式提升机虚拟样机仿真模型。通过对摩擦提升机虚拟样机的仿真分析,获得了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到了与理论分析相吻合的结果。为设计经济、可靠的多绳摩擦提升机系统提供了有力的工具和实现方法,还可以推广应用到其他挠性传动的分析。

摩擦磨损试验机试验数据处理系统的设计

介绍了在LabVIEW开发平台下 ,摩擦磨损试验机数据处理系统的设计方法 ,实现了试验数据的实时采集、历史曲线绘制和试验报告自动生成等功能。

基于LabVIEW的钢丝绳动态张力检测系统软件设计

研制出一种基于LabVIEW的矿井提升多绳摩擦钢丝绳动态张力在线检测系统,系统采用虚拟仪器接收和处理数据,它具有张力数值实时显示,故障诊断、超载和未卸净报警,张力不平衡报警,以及数据存储和查询功能。

基于虚拟样机技术的齿轮摩擦动力学仿真

基于虚拟样机技术,以某通用单级减速器中的渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,应用ADAMS软件对其进行动力学仿真,以期对齿轮优化设计提供参考.结果表明:所得到的仿真结果与理论计算值基本吻合,验证了虚拟样机技术的合理性和准确性;同时不同转速下的齿轮间正压力、摩擦力均呈现先上升后下降到再上升的趋势且均随主动齿轮转速的增大而增大;但是处于转角为5°的啮合位置的高速齿轮的正压力、摩擦力小于低速与中速齿轮的正压力、摩擦力.