为解决煤矿巷道喷浆支护作业机械智能化程度低、喷浆均匀性差、工作效率低、工人劳动强度大、工作环境恶劣等难题,分析现有某新型六自由度喷浆液压机械臂方案,并进行机械臂运动学方程推导及动力学仿真。首先采用标准D-H法建立其连杆坐标系,研究机械臂的坐标系及其变换,通过齐次变换矩阵计算,借助Matlab软件求解并化简,得到机械臂正运动学方程。采用Solidworks软件对机械臂的大臂、中臂、小臂、混凝土喷嘴及各回转关节进行机械结构三维建模,导入ADAMS软件中对喷浆液压机械臂进行动力学仿真研究,分析其在最大载荷工况下的运动轨迹及第一、第二两个典型受力关节所受到的作用力及力矩曲线图、角速度变化曲线。仿真结果可为后续的机械臂第一、第二关节结构优化、液压系统选取及控制研究提供参考。

1.2T装载机铲斗的结构简单相对耗材较多但装载物料较少,需要对其进行强度及疲劳寿命分析。其中装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,装载机铲斗载荷历程的获取也一直是装载机研究领域的重点。为获取更贴近铲斗实际工作情况的载荷历程,采用散体力学与多体动力学耦合仿真的方式来获取铲斗的载荷历程。对1.2T铲斗进行应力应变实验,验证了载荷历程的准确性。最后利用得到的载荷历程对装载机铲斗进行强度与疲劳分析,发现了1.2T铲斗存在应力分布不合理现象,并计算得到其疲劳寿命。为1.2T铲斗结构的优化提供了参考,对其以后的优化、工程机械的计算与仿真有一定的指导意义。

针对同步带智能终端升降一体机的振动问题,应用多体动力学软件RecurDyn,构建了竖直负载同步带传动系统模型并进行仿真分析,探究转速和初张力对横向振动、从动轮角速度波动、张力波动等传动性能的影响规律。研究结果表明,综合考虑各项传动性能,转速150 r/min、张力120 N的同步带在传动过程中运行最稳定。最后通过三轮一带的仿真和试验,分析得出张紧轮布置的合理位置在同步带中心与从动轮之间。

随着带式输送机向长距离、高速度等方向发展,对其动态特性的研究极其重要。在输送机复杂驱动特性的研究领域中,将负载转矩理想地简化为恒定值,却忽略了电机转速和转矩是随负载力矩的改变而实时变化。针对此问题,首先在RecurDyn中基于Voigt输送带模型建立重锤式带式输送机动力学模型;然后利用Simulink搭建异步电机矢量控制模型;最后利用多领域协同仿真思想,用电机驱动带式输送机,将输送机的负载转矩反馈给电机形成闭环控制使其启动至稳定运行,对其电流与动态特性进行分析。研究结果表明该模型输出的电机磁链和转速达到设定的期望值,相对误差分别为0.01%和1.29%,从而精准地控制带式输送机的启动,证明其运行规律符合实际运行工况,为带式输送机的机电一体化系统设计提供一种行之有效的研究方法与依据。

为了研究非定常气动力荷载对桥上列车行车安全性和舒适性的影响,结合有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK,建立列车-轨道-桥梁三维多体系统模型,计算风-列车-桥梁耦合系统的动力响应;对比分析定常与非定常气动力荷载作用下桥上列车的行驶安全与舒适性,研究非定常气动力荷载作用下不同横向风速对列车行驶安全的影响。研究结果表明:列车行驶速度为200~300km/h,无风荷载情况下,各安全性与舒适性指标值均满足要求且均小于风荷载作用。横风作用下平均风速为20 m/s,考虑非定常气动力荷载的影响不仅会使列车行驶安全评估结果更安全,还会使列车舒适性评估结果偏于保守。平均风速不超过20 m/s,车速控制在250 km/h,桥上列车行车安全、舒适性均满足要求,且平稳性等级可达到"良好"以上。通过对不同横向风速下桥上列车行驶安全分析,给出桥上列车安全行...

为保证数控折边机所用驱动电机能正常工作又不存在性能浪费,根据驱动轴的运动学、动力学特性,提出一种全面、准确、实用的电机选型方法。针对一款数控折边机,采用多体动力学仿真软件ADAMS建立其多体动力学模型。根据七段式S形加减速曲线,利用MATLAB对数控折边机的模尖进行运动规划,结合运动规划和ADAMS建立的多体动力学模型得到驱动轴的转速和负载扭矩。从峰值转速、扭矩、热平衡、惯量匹配及扭矩转速特性曲线四方面进行电机选型,并进行实验验证。结果表明:所提方法在保证折边机工作效率的同时能充分发挥电机性能。

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。

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.

介绍了在Pro/Mechanism中建立液压伺服提前器多体动力学仿真模型的技术,并对仿真结果进行分析.结果表明,多体动力学仿真技术可以帮助工程技术人员提高产品的设计质量,降低开发成本,缩短开发周期.