基于赫兹接触理论和经典的碰撞理论，建立了滚珠丝杠工作过程中滚珠与导珠管接触碰撞的多体动力学模型，该模型充分考虑了碰撞刚度和碰撞阻尼，并考虑滚珠丝杠导珠管的外形，丝杠旋转速度等因素对碰撞力的影响。应用多体动力学软件RecurDyn根据实际物理参数建立了滚珠丝杠循环系统的几何模型，对滚珠在导珠管中的运动情况进行仿真模拟，获得了滚珠在导珠管中运动的速度加速度以及碰撞力的变化过程。理论计算与仿真试验结果基本吻合，这对于进行滚珠丝杠的优化设计以及研究开发新的滚珠丝杠副有重要意义。

间隙会导致运动副元素发生接触碰撞,从而对机械系统动力学特性产生较大的影响。针对高速精密机构中常见的运动副结构特点,建立一种含混合间隙特征的高速精密压力机传动系统的动力学模型,并考虑非线性接触特征的影响。将L-N模型和Coulomb修正模型引入到机械系统动力学方程中,采用Runge-Kutta法获得含混合间隙的高速精密机构动态特性,并在高速精密压力机试验平台上开展动力学性能试验,验证了此方法的正确性和有效性。在此基础上,分析输入转速、间隙尺寸等对含混合间隙高速精密机构非线性动态响应特征的影响规律。结果表明:运动副元素在高速精密机构运动过程中发生不同运动状态的来回切换,并会引起较大的冲击、碰撞;输入转速和间隙尺寸的变化会引起高速精密机构非周期性动态响应特征,引发混沌运动和跳跃现象。

基于模态综合技术提出了适用于求解柔性多体系统斜碰撞问题的动力学建模方法,将离散的碰撞物体分为碰撞区域和非碰撞区域,对于非碰撞区域采用子结构方法进行模态缩减,在保证求解精度同时能有效提高计算效率。用罚函数模型和修正库伦摩擦模型分别对法向和切向碰撞进行建模,考虑钢杆和PVC圆盘的接触碰撞系统,在考虑摩擦的斜碰撞工况下分别采用电阻应变片和3D-DIC测量技术测量圆盘表面指定点的应变响应和速度响应,通过理论和实验结果对比验证了碰撞动力学模型和摩擦模型的准确性,同时研究了相对速度的变化对摩擦因数的影响。

为研究含球关节间隙对空间连杆机构动态性能的影响,建立含间隙的球关节运动学模型,基于拉格朗日乘子法,建立含球关节间隙的RSSR空间机构动力学模型,仿真分析了关节接触力模型、曲柄输入转速、间隙尺寸等因素对机构的动态性能的影响.仿真结果表明：不同的关节接触力模型,对仿真结果影响较大;球头与球窝的碰撞接触点主要分布在间隙球的两个局部区域;间隙尺寸对机构摇杆输出角加速度波动以及球关节接触力影响最大,间隙尺寸的大小与摇杆角加速度、关节接触力大小的变化呈现非线性正相关的趋势.

核电反应堆控制棒落棒时间对于核电站的安全至关重要.在以往的研究中,均基于经验或试验的方法,研究内容有限,且不容易寻找存在的影响因素.文中基于LMS的Virtual.Lab Motion多体动力学仿真平台和Imagine.Lab AMESim系统仿真平台,进行核电厂反应堆控制棒驱动线和流体阻力的流固耦合建模仿真分析.通过分析,可以得到落棒过程中存在的碰撞、摩擦、控制棒的变形,同时可以得到流体的黏度、初始压力、温度、阻尼孔大小等,综合分析这些因素对落棒时间的影响.