为了降低混匀仪ThermoMixer C振动系统中轴承和球铰所受的接触力,利用CREO三维建模软件对其振动系统进行建模,然后将含间隙接触的模型导入ADAMS虚拟样机中,分析不同球铰间隙和摩擦因数下轴承和球铰的接触力情况,并运用正交试验方法设计25组仿真试验。结果表明球铰间隙在大于0.05mm时与接触力成正相关,间隙的增大会降低系统运行的稳定性,摩擦因数与接触力在一定范围内成负相关,并且摩擦因数对结果的影响弱于球铰间隙。发现0.05mm的球铰间隙和0.1的摩擦因数为最优参数组合,其接触力及峰值波动情况均小于原本结构,达到了优化的目的。

该文采用基于赫兹理论的非线性阻尼弹簧接触模型,分别模拟特殊形状和材料的两构件间弹性、超弹性和弹塑性冲击接触过程,数值计算结果仅为有限元结果的50%。根据有限元计算结果对非线性弹簧阻尼模型进行修正,得到两构件弹性、超弹性和弹塑性冲击接触的接触力、最大变形量和冲击作用时间修正表达式。结果显示,修正模型与有限元模型的误差小于5%,采用修正模型能够方便地得到冲击过程中的相关参数,该模型可作为描述两构件冲击过程的数值计算手段。

针对皮带传动过程中平稳性较差及皮带容易磨损问题,在考虑皮带材料刚度和阻尼的条件下,利用数值分析方法,对皮带传动系统的动力学特性进行研究。分析结果表明皮带在带轮表面上爬行时,会产生一定的角速度损失;皮带与带轮在考虑摩擦力时接触力呈现减小的趋势,随着摩擦因素的增加,接触力不断增加;不同摩擦因素下的接触力随着接触角增加呈现双峰趋势,峰值接触力在不同摩擦因素下出现位置不同。

柔顺控制是共融机器人研究的重点。针对级联式气动肌肉肘关节动力学模型,建立了以滑模位置控制为内环、触力导纳控制为外环的控制结构;设计了带干扰观测器的滑模控制器(SMCDO),证明SMCDO算法的收敛性;将环境等效为弹簧模型,设计了外环导纳控制器,并给出控制律。搭建实物测试平台,分别开展阈值力、力安全阈值测试以及碰撞测试,并分析了刚度系数对修正轨迹和接触力的影响。实验结果表明:关节柔顺性与刚度系数相关;SMCDO内环导纳控制精度优于无干扰观测器的滑模控制器内环导纳控制;所设计的控制算法稳定且有效。

针对多级柔性伸缩臂滑动耦合动力学问题,根据ADAMS柔性体建模理论,建立了一种基于虚拟样机的多级柔性伸缩臂动力学模型。利用三维建模软件,依托改装的轻型伸缩臂式起重机建立实体模型,利用有限元分析软件对各级伸缩臂建立有限元模型,生成模态中性文件导入ADAMS中建立动力学仿真模型。为了实现仿真过程与实际工作状态一致,保证仿真结果反映实际工况,在伸缩臂间分别添加滑移副约束和接触力约束建立动力学仿真模型,通过比较两种不同约束方式所产生的动力学响应,并通过实验验证,分析得出多级伸缩臂臂间滑块与臂节之间接触碰撞会影响伸缩臂作业平稳性和安全性。研究结果为多级柔性伸缩臂动力学建模分析和设计制造提供了参考依据。

中国高速铁路近几年快速发展,受电弓系统作为高铁的关键系统之一,其与接触网的接触力对列车运行安全及高铁线路运营十分重要。在受电弓运行到达一定里程数进行四级修出厂时,需对受电弓的静态接触力进行校验及可靠性评定,文中对此设计搭建了试验平台,对检修后的受电弓进行接触力检测,并进行了现场试验,记录全部的试验数据加以验证。

为了探究在锤片式粉碎机锤销间隙及转子转速对锤销间接触力的关系,以锤片和销轴为研究对象, 在考虑锤销铰间间隙摩擦的条件下,结合等效弹簧阻尼模型来构建锤销间隙铰模型.运用ADAMS对锤片式粉碎机锤销间隙铰模型进行仿真分析, 仿真结果表明：在转子启动加速过程中, 锤销间接触力出现冲击波动现象, 锤销间碰撞程度随锤销间隙及转子转速的增大而增大; 转子转速稳定后, 在重力场及离心惯性力场耦合作用下, 随锤销间隙及转子转速的增大, 锤销间接触力波动与转速同频且幅值减小.仿真研究结果对研究锤片动力学及锤片运动稳定性有重要参考价值.

基于水下精细作业任务需求，阐述了手爪关节驱动形式的选择过程，满足水下作业灵巧手体积小、效率高、负荷大、结构相对简单的要求．并在此基础上，探讨了接触力控制液压回路设计的基本思路，双闭环接触力控制系统的工作原理．为了精确地控制手指与目标间接触力，液压伺服单元选用Moog公司的D633系列伺服阀，实现接触力连续控制．

根据大陆科学钻探钻机自动猫道的设计要求设计了猫道的钻杆运移系统。系统具有机构新颖、动作稳定可靠、控制方便等优点能够代替人工完成在钻井过程中运移钻杆的动作实现钻具的自动运移。简要介绍了钻杆运移系统的结构组成、工作原理及系统的动作流程并利用Inventor软件为设计平台建立钻杆运移系统模型并在此基础上运用ADAMS仿真软件建立仿真模型。对系统进行运动学仿真模拟得到钻杆运移系统与钻杆之间接触力的变化以及钻杆运移系统关键部位的应力变化。通过仿真分析验证了系统的稳定性为系统实际动作的优化及控制提供了理论依据。

根据大陆科学钻探钻机自动猫道的设计要求设计了猫道的翻板机构.该机构能够代替人工完成在钻井过程中运移钻杆的动作实现钻具的自动运移.介绍了翻板机构的结构组成、工作原理及机构的动作流程并利用Inventor软件为设计平台建立翻板机构模型.再利用ADAMS仿真软件对翻板机构上不同规格的钻杆进行建模分析测量钻杆的滚落速度以及钻杆与翻板机构之间的接触力.