为了探究半球型锥齿轮参数变化对其系统动态特性的影响,基于集中质量法建立了该半球型锥齿轮副的动力学模型;基于高质量的六面体网格模型,采用刚柔耦合柔体动力学仿真分析了半球型锥齿轮的动态传动性能;分析了半球型锥齿轮尺寸、轴交角等参数变化对系统运动状态的影响。仿真结果表明,系统在不同参数条件下会导致传动准确性、平稳性和强度有规律的变化且互为负相关;半球型锥齿轮在分度圆直径为65 mm、相交轴角度为120°时综合性能最优。柔体动力学仿真分析为研究半球型锥齿轮的设计、制造以及实现齿轮传动最优化,提供了重要的参考价值。

针对人们在提升重物中无法提供足够的力量,对可依附于人体的助力装置的迫切需求,提出了一种刚柔耦合的可穿戴式肘关节助力机构,为人体在提升重物过程中提供助力;解决目前传统的刚性机构笨重而不灵活,柔性机构在支撑人体质量方面有困难的问题。对机构的构型和特点进行了分析;基于螺旋理论进行了自由度计算,采用封闭矢量法进行了位置分析;运用Matlab绘制了柔索长度变化曲线图和柔索拉力变化图,得到了不同角度下的柔索长度值和拉力值;绘制了工作空间图,得到的工作空间内部连续,验证了运动学理论的正确性。该刚柔耦合肘关节助力机构运动性能良好,能够进行肘关节助力。

截割部行星架作为采煤机的关键零件,其时变可靠性对采煤机的综合性能有着重要的影响。基于Pro/E建立以截割部行星架为模态中性文件的采煤机刚柔耦合模型,研究截割部行星架的动力学性能,获得了截割部行星架薄弱区域和动态应力。基于Matlab获得了截割部行星架薄弱区域三参数威布尔分布的概率密度函数,利用Kstest函数验证其拟合的合理性。依据疲劳寿命可靠性理论,建立了截割部行星架疲劳寿命可靠性模型,计算得到基于Copula函数的截割部行星架多薄弱区域时变可靠度由0.9362呈指数退化趋势,直至截割部行星架失效,结合可靠性灵敏度设计理论分析了截割部行星架多薄弱区域设计变量对其时变可靠性的影响程度,为截割部行星架的研究提供了理论基础和准确的数据支撑。

以国内某现役地铁齿轮箱实体为研究对象,构造计算机虚拟样机,并借助有限元软件构造含有柔性箱体的刚柔耦合模型,探讨了不同测点位置的振动信号特性,分析了断齿数量变化、转矩变化、转速变化情况下的齿轮箱箱体振动特性。结果表明,测点位置距离轴越近,对冲击能量越敏感,但相对的其频域特性模糊;断齿数量、转矩、转速的增大都会导致振动整体加剧,局部上又呈现出各自不同的特性。研究结果对地铁齿轮箱的仿真及试验研究具有一定参考价值。

以超高速卷接机组纸宽调节机构为对象,研究超薄纸带的调偏机理及刚柔耦合分析方法。采用空间展平投影法,探究纸带偏移量与斜置辊间距、倾斜垫片角度的关联规律。构建超薄纸带的运动学与动力学模型,测量出纸带的关键力学性能参数弹性模量。通过将纸带离散成柔性体单元和把辊轮离散为刚体单元,建立纸宽调节机构的刚柔耦合计算模型。结果表明,计算和试验得到的输出端纸带横向偏移量较为一致。研究结果为超薄纸带调偏参数优化与高速平稳送纸提供了理论依据。

摆线针轮啮合传动部分是RV减速器的关键结构之一,基于多体动力学构建虚拟样机进行仿真分析是研究RV减速器动态特性的常用方法。在不同载荷和不同工作环境下,基于多刚体动力学对RV减速器进行了仿真分析,仿真结果直观显示了不同工作环境下摆线针齿啮合特性变化情况。采用刚柔耦合技术,提取连续节点应力变化曲线进行分析,确定了啮合时最大接触力的位置和大小,为后续对修形方式的研究和改进提供了理论基础。

为模拟人臂腕关节的结构功能,提出了有别于传统仿生关节的3自由度绳驱动并联结构,即动平台与静平台通过一球副连接实现腕关节的转动功能。绳索的引入给机构带来建模和控制上的难度。首先,忽略绳索重力特性,采用Lagrange法建立其标准动力学方程。同时,考虑绳驱动的冗余特性和绳索的单向受力性,提出了绳张力分布优化模型,通过遗传算法得到了绳拉力分布。其次,针对腕关节存在的绳索质量对机构的影响,建立了考虑绳质量的悬链线动力学模型。最后,对两种模型进行仿真,并对比了仿真结果。

随着轴向柱塞泵高压、高速性能需求的提高,其振动噪声问题日益突出。该文以某双斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,首先基于Simcenter 3D motion软件搭建该轴向柱塞泵的刚柔耦合多体动力学模型,然后基于Simcenter 3D motion和Simcenter AMESim软件搭建该轴向柱塞泵的1D&3D液固耦合仿真模型,以获取吻合实际情况的前后壳体和中间端盖的动态激励载荷谱,最后基于Simcenter 3D Nastran软件模拟该轴向柱塞泵结构辐射噪声响应。