以TK13250E数控转台为对象,研究数控转台的传动机构蜗轮蜗杆存在的各项误差对传动精度的影响。利用动力学仿真软件Adams对蜗杆副进行仿真,对比仿真结果与理想结果来验证虚拟样机的正确性。利用Adams对蜗杆副的选材误差、制造误差、使用误差以及它们随机产生的综合误差进行全面仿真,得出不同误差对精度的影响程度。为了研究数控转台在过载荷下的精度衰退规律,设计了数控转台精度衰退加速磨损试验。试验表明,随着蜗轮磨损量增加,数控转台的定位精度和重复定位精度开始下降。

为了实现某重型商用车变速箱的轻量化,开展了将灰铸铁壳体换成铝合金壳体的研究。首先,通过模态试验对有限元模型进行了验证,采用多体动力学方法得到壳体5个轴承的动载荷,基于静力学分析求得壳体的应变能;然后,建立了板和壳的质量关于4个影响因素的数学模型,确定各影响因素对板和壳的质量的影响强弱顺序;最后,综合壳体的应变能、影响因素对壳体添加加强筋。结果表明,轻量化后壳体的强度、刚度均满足要求。

基于Andrews的轴承间隙动力学模型，推导了不同工况下轴承应力的计算公式，并在摆锤碰撞试验台系统上进行了仿真，并编写了仿真软件。为了验证本文模型的有效性，把仿真结果与没有考虑轴承间隙时的仿真数据以及试验数据进行了对比，表明基于轴承间隙的仿真模型更接近于试验结果。本文中的间隙模型也可用于其他机械系统的动力学仿真。

针对国产某型号大型民机,设计了一种无源式车架定位器。基于ADAMS动力学仿真平台搭建了单个起落架着陆滑跑动力学模型。开展了单个起落架落震、模拟起飞等仿真实验,得到了车架定位器的动态特性,验证了其功能。最后对仿真结果进行了参数敏感性分析,对车架定位器性能进行了优化。

针对工程机械回转机构能耗大的问题,分析了四配流窗口轴向柱塞液压马达实现回转执行机构能量回收方法的原理。物理样机实验对泄漏和内部接触应力研究存在一定困难,且样机试制成本高、周期较长。鉴于以上情况,提出一种机液耦合仿真分析实验方法。通过AMESim和RecurDyn共同联合搭建仿真平台,得到四配流窗口轴向柱塞马达对应于不同工况下柱塞副、滑靴副间的的瞬态应力应变。仿真结果表明,四配流窗口轴向柱塞马达结构设计合理,并验证了联合仿真方法的可行性,为后续结构改进优化提供参考依据。

为探究列车车轮旧扁疤对轮轨冲击的影响规律,建立了考虑柔性轮对的高速动车刚柔耦合模型和有限元扁疤损伤接触模型。分析了不同位置分布的单或双扁疤对轮轨冲击的影响,以避免车辆运行状态下发生跳轨冲击,保证运营安全,并为高速动车组安全运行时车轮损伤限值确定提供依据。分析结果表明:旧单扁疤产生的轮轨垂向冲击力随车速的增大先增大后减小,在100 km/h处达到峰值;速度为100~200 km/h时,当双扁疤间隔70°以下时,第一旧扁疤对第二旧扁疤有增益作用,当间隔70°以上时,增益明显减少,可视作独立扁疤;当车轮存在长度为30 mm的双扁疤时,车轮发生跳轨后最大冲击应力可以达到1059 MPa。

采用玻璃纤维增强复合材料替代传统的金属材料,对改进设计后的AMT离合器执行机构的GFRP（Glass FiberReinforced Polymer）扇形齿轮进行了可行性仿真分析研究。首先应用多体动力学仿真软件ADAMS,分析了其工作过程中的载荷边界条件;考虑GFRP材料的各向异性,对GFRP扇形齿轮使用Moldflow、Digimat和Workbench软件进行结构动态应力耦合仿真分析,研究结果对同类型的纤维增强材料机件的结构应力研究具有一定的指导作用。最后对GFRP扇形齿轮进行模具设计及注塑成型的样件生产,并与金属扇形齿轮的传统制作成本及质量进行了对比。结果表明,应用GFRP材料注塑成型的扇形齿轮,其生产成本可降低79.3%;其质量可减轻58.9%。充分显示了采用GFRP扇形齿轮替代金属扇形齿轮的优越性。

针对微耕机作业时振动剧烈、操控舒适性差等缺陷开展研究。以南方丘陵地区常用的某型自走式微耕机为对象,依据结构分析及非作业状态下微耕机振动测试结果,结合多体动力学方法,考虑保险杠、发动机托架和扶手架(手柄)为空间柔性体,建立了基于约束的微耕机刚柔耦合动力学模型,并进行了整机系统动力学仿真。同时,开展了微耕机作业工况下振动特性的土槽测试试验。对比分析结果表明仿真所得到的该型微耕机典型转速工况下手柄处的振动特性曲线与试验曲线吻合,加速度有效值误差小于5.4%,频谱成分接近,这说明所建立的微耕机刚柔耦合动力学模型是有效的,运用多体系统刚柔耦合动力学建模理论与有限元相结合的方法研究微耕机整机振动特性是可行的。研究结论对于微耕机振动特性研究有一定的参考价值。

盘式制动器制动过程分析时,难点在于建立制动盘和摩擦片之间柔性体接触摩擦力,影响制动器性能和可靠性重要因素。根据制动器结构和功能特点,分析制动过程中车轮和制动器的受力情况,结合制动盘片之间正压力和摩擦力实现方法,分析制动器盘片之间柔性体接触摩擦力,采用多体动力学理论建立多柔体分析模型。利用模型对制动过程进行分析,对动摩擦因数、安装误差等影响因素对制动过程对制动性能和振动特性影响,获得制动过程中减速度和角减速度傅里叶变换等参数随时间变化趋势。进行盘式制动器样车测试,并将模型分析结果与试车测试结果进行对比分析,可知模型分析与试车试验结果基本一致,为制动器问题深入研究提供一种可行研究手段和方法。

为了判断旋挖钻履带底盘的导向轮张紧弹簧是否可以去掉,文中利用LMS Motion Builder建立了旋挖钻履带底盘的详细模型,仿真了旋挖钻整机在低速和高速通过障碍物的运动过程,分析了在行驶过程中导向轮张紧弹簧的存在对履带的冲击力、履带松驰状态的影响.通过分析,低速行驶时障碍物的冲击随速度的变化不大,高速行驶时张紧弹簧的缓冲作用比较明显.