全电/多电飞行器舵机传动系统由电动舵机、传动机构、舵面以及控制系统所组成,其性能对飞行器的动态飞行品质和控制精度具有重要影响。根据电动舵机(EMA)结构组成,建立其系统动力学方程,并基于AMESim软件通过图形化建模方式建立其动力学模型。基于Virtual.Lab Motion软件建立传动机构动力学模型,此模型考虑了含间隙非线性接触碰撞效应、构件弹性变形和舵面负载等因素的影响。基于Coupled主从耦合联合仿真方式,建立舵机传动系统联合仿真模型。基于综合性能实验台开展了舵机扫频实验,并与仿真结果进行对比。结果表明仿真结果与实验结果误差较小,验证了舵机传动系统联合仿真模型的正确性。

冲压空气涡轮(Ram Air Turbine,RAT)是飞机的应急能源系统,在正常情况下,回收在RAT舱内,当飞机主能源系统失效时,RAT接受释放信号,通过作动筒将涡轮投放至气流中开始工作,为飞机提供应急液压能/电能,从而保证飞机的可操控性。通过虚拟样机技术,在ADAMS环境中,建立RAT虚拟样机模型,对RAT的展开、启动、稳态性能、动态调速性能等进行了仿真分析。在ANSYS环境下对RAT的主要支撑部件进行柔性化处理,运用ADAMS/Flex模块,建立虚拟样机的刚柔耦合仿真模型,对产品展开过程中主要支撑部件进行动态强度仿真计算。

设计了一种可用于盾构机土仓内的机器人末端工具换接装置,对其中的切换模块和锁紧模块进行了受力分析,用NX10.0软件建立了换接装置的三维实体模型,采用ANSYS与ADAMS软件联合仿真方法建立换接装置的刚柔耦合模型,并进行动力学仿真分析,得到锁紧钢球的运动曲线及危险节点的应力变化曲线,验证了该换接装置的可行性和合理性。

针对大型焦炉推焦装置在推焦过程中工作部件推焦杆经常出现振动,可能影响推焦装置工作稳定性、降低焦炭成品率甚至对焦炉造成破坏等问题,采用通过刚柔耦合动力学模型分析来确定振动激励源的方法,以推焦装置为研究对象,应用多软件联合仿真建立了推焦装置刚柔耦合模型,通过实验测试振动信号对仿真模型进行了验证,并进而通过动力学仿真得出推程中推焦杆振动主要是由于滑靴与炭化室地面存在摩擦引起的,获得了随着动摩擦系数的减小,推程中推焦杆的振动加速度均方根值变小,振动明显减弱等规律。研究结果可为推焦装置后续减振及优化设计提供重要参考。

为了研究消隙齿轮系统的动力学特性,提高伺服平台的传动精度和稳定性。用ADAMS多体动力学软件建立消隙齿轮系统刚柔耦合的动力学模型,并建立伺服平台物理样机,对消隙齿轮系统的相关特性进行了研究。结果表明,输出转速和转角的偏差均值随输入转速以及轴间偏移量的增加而增大,随拉簧刚度的减小而增加;消隙时间随输入转速的增加而快速减小,随轴间偏移量的增加而增大;谐振频率随轴间偏移量的增加而减小。实物试验与仿真实验结果的误差很小,验证了动力学仿真的准确性。

基于多体动力学软件UM建立了CRH2型车的多刚体模型,并将构架考虑成柔性体替换多刚体模型的刚体构架,建立CRH2型车的刚柔耦合模型。分析了车辆在通过曲线时多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型的动态特性。计算了车辆在不同曲线半径、不同曲线超高、不同长度缓和曲线下多刚体模型和刚柔耦合模型各项安全性指标的差异。仿真表明,一定程度增大曲线半径、提高曲线超高、增加曲线长度有利于提高曲线通过的安全性,并且刚柔耦合模型比多刚体模型有更好的曲线通过性能,建议分析曲线通过性能时考虑构架柔性因素。

传统的转弯操纵机构管路较长,减摆的灵敏度较低,且转弯控制阀的结构复杂、体积较大,对于空间较小的无人机不利。文中构建了一种集转弯和减摆功能为一体的电传式刚柔耦合四连杆转弯操纵机构,分析了其减摆性能,并给出了一种转弯传动比的分析方法在CATIA环境下,对四连杆转弯机构建模,并进行运动仿真分析,根据仿真结果得到了转弯机构传动比与转弯角度的关系曲线。

仿生机器人所展现出的特有功能与广泛应用前景,越来越成为工程界的研究热点。依据蝗虫身体结构特点,采用齿轮、凸轮传动,弹簧储能等机构部件,构建仿蝗虫跳跃机器人模型。在膝、踝关节加装扭簧变为柔性关节,运用RECURDYN软件进行多体动力学仿真,运用ANSYS对跳跃结构进行受力分析和模态分析。仿真结果分析表明：柔性关节的引入,增加结构稳定性,可提高膝关节驱动力,跳跃腾空高度达到自身尺寸的7倍左右。此外,通过模态分析,可确定胫节与跗节在低阶模态振型下的固有频率。此研究对仿蝗虫跳跃机器人机构的柔性化因素对跳跃效果的影响有理论借鉴作用,为下一步优化系统结构,提高可靠性奠定基础。

针对重型液压模块挂车的动态响应特性及车架疲劳强度研究的问题,考虑车架弹性动态特征与液压悬挂系统的影响,建立了挂车刚柔耦合多体系统动力学模型.进行了不同的路面等级与车速下的运行工况对挂车系统动态响应特性的影响研究.将多体动力学仿真的结果作为疲劳分析的载荷历程,基于焊接结构疲劳分析的热点应力法,进行了车架危险部位疲劳寿命预测.在D级路面、车速为5.55m/s下的运行工况,车架危险部位的最小疲劳寿命值为18.71年大于挂车使用年限,即车架满足疲劳强度要求.

针对车体的柔性特性对液压模块挂车动态的影响、并提高仿真计算精度的问题。运用ANSYS建立车体有限元模型并计算模态特征。在多体系统动力学理论基础上将车体的模态中性文件导入ADAMS作为柔性体建立整车刚柔耦合动力学模型。由路面不平度时域激励信号对动力学模型进行仿真结合挂车的结构振动试验从仿真计算与试验的结果对比表明：所建立车体有限元与挂车刚柔耦合动力学模型具有一定的准确性。进一步分析在不同的运行工况如车度、道路等级对挂车动态响应及平顺性的影响。