大部分动力学仿真分析采用的都是刚性构件,在现实生活中把构件看成刚性系统来处理可以满足要求,但这忽略了构件变形的影响。为了得到更真实有效的数据,就必须把模型的部分构件看作柔性体来处理。为研究某捕捉缓冲机构的动力学性能,从理论层面介绍动力学的研究方法和刚柔耦合研究的整体思路,并利用ANSYS和ADAMS导出的.MNF文件和.LOD文件,从刚柔耦合多体动力学的角度对捕捉缓冲机构进行了综合实验分析和对比。通过刚柔耦合研究实现了动力学和结构学的联合仿真,得到了更精确的仿真数据,在获得动力学测量数据的基础上又获得了结构学数据,使仿真结果更为全面,同时也为对结果要求较高的多体动力学工程仿真问题提供了参考。

落地式摩擦提升机在运行过程中极易产生振动现象,影响提升设备的安全。为此,以多体动力学仿真软件为载体,考虑钢丝绳的柔性特性,建立刚柔耦合的摩擦式提升机仿真模型,研究加速度与制动曲线对提升钢丝绳横向振动的影响。实验与仿真结果表明:制动阶段时不同加速度运行工况下,摩擦提升系统极易产生横向振动,矩形加速度曲线产生的横向振动更小,上行工况比下行工况钢丝绳振动剧烈。

针对目前扑翼驱动机构无法以简单结构实现复杂仿生运动问题,由空间四杆机构出发,引入柔性杆件设计思路,设计了一种柔性空间扑翼驱动机构。在单驱动条件下,实现了翅翼的扑动-扭转-挥摆耦合运动。建立了机构的运动学和气动力计算模型,求解了机构在运动过程中扑动角、扭转角、挥摆角以及翅翼所受的气动力变化。根据机构特性,在Adams中建立了考虑动力学特性与机构强度的刚柔耦合模型,分析了机构的运动轨迹、运动特性及柔性杆件的应力变化情况。结果表明,该驱动机构具有运动对称性与稳定性,翅翼实现了扑动-扭转-挥摆的耦合仿生运动,同时又满足了柔性机构的强度设计要求。

采用有限单元法建立了飞机舵机系统的刚柔耦合动力学模型,对舵机的负载输出特性进行了分析,同时利用Fluent软件对某翼型在低速下的气动参数进行仿真计算,并将计算结果导入舵机模型中,对舵机在特定马赫数下由舵偏角变化导致的负载力矩改变时的输出特性进行分析。结果表明,气动载荷的作用会减小舵机的静态输出能力,但轴向力的增加可以显著提高舵机系统的机电耦合效率,从而弥补当舵面发生较大转角时铰链力矩对舵机输出特性产生的负面影响,也进一步验证了该舵机系统完全可以满足小型飞机的应用需求。

根据某项目需求,需设计一台液压升降台。为保证该设计方案可行性和安全性,需对设计方案进行仿真验证。采用刚体动力学仿真及有限元分析技术,从多角度对模型转台关键机构进行仿真计算模拟,得到各构件的运动数据及受力特性,确保该升降台机构设计方案的可行性和安全性。借助西门子Simcenter 3D仿真平台建立升降台动力学仿真模型,以实际负载和运行速度为边界条件,对模型进行充分计算。对升降台关键部位进行柔性体设置,创建动态耦合模型,对薄弱部位仿真分析,计算刚度与强度校核,为驱动部件选型以及薄弱点改进设计提供参考依据。

为研究不同制退机对火炮动态特性的影响,设计了一种永磁式电磁制退机,以相同的射击载荷、后坐质量、后坐时间与位移为条件,确定电磁制退机、液压制退机与弹簧式复进机的结构参数,建立制退机力与复进机力的计算模型,求解火炮后坐复进运动动力学方程,得到火炮运动诸元与制退机力变化规律;基于lanczos法利用有限元软件对火炮结构进行柔性化处理,搭建刚柔耦合动力学模型,分别对永磁式电磁制退机与节制杆式液压制退机进行仿真分析,得到不同射角下火炮的运动情况与部分参数的动态响应,结果表明:与节制杆制退机相比,永磁式电磁制退机能够有效降低火炮运动过程中的炮口位移幅值与耳轴所受扭矩,改善火炮的运动特性。

为了解关节摩擦对刚柔耦合机械臂末端抖动的影响,解决机械臂的优化设计问题,利用ANSYS、ADAMS软件建立机械臂刚柔耦合模型,并在ADAMS中进行动力学仿真。通过进一步创建考虑关节摩擦的机械臂虚拟样机模型,对机器人末端振动特性进行动态模拟与分析。仿真结果表明:在机器人实际工作过程中,关节2和关节3存在摩擦对机器人末端抖动的影响最显著;在考虑多关节摩擦时,关节2和关节3共同存在摩擦时可使得机器人末端非周期性抖动幅值减弱,且当关节2摩擦因数

设计了一种圆柱坐标式工业机器人机械手平台,并根据设计的机械手平台的结构和运动特点,对该系统做了振动特性分析。首先建立了该机械手平台振动特性分析的刚柔耦合数学模型;然后利用ADAMS Vibration振动分析模块对该系统进行振动分析,得出在不同位置和方向激振载荷作用下机械手平台末端执行器端面中心点的位移响应;最后验证了机械手平台设计动态误差占比的合理性。该分析结果为后续系统移动定位控制精度设计与优化控制提供了参考依据。

十字轴是万向节联轴器的关键零件,其疲劳强度不足会直接损害万向节联轴器的正常工作。对十字轴零件进行静强度分析和拓扑优化,利用Adams提取拓扑优化前后十字轴的载荷谱文件,并在此基础上对其进行疲劳分析。结果表明:十字轴的疲劳危险位置与其强度危险位置一致;改善十字轴过渡位置结构以减小其应力集中,可有效提高十字轴的疲劳寿命。

为利用虚拟样机技术预测挖掘机高压轴向柱塞泵的各项性能，基于AMESim和Virtual．Lab开展液压系统建模、一维与三维刚柔耦合联合仿真建模、缸体的系统级疲劳分析以及柱塞泵的辐射噪声分析，得到流量和压力特性曲线、缸体疲劳损伤结果以及各场点的声压曲线，为开展优化设计提供参考．