为了探究轻质材料在铁路客车上的应用,达到车辆轻量化的目的,提出一种碳纤维复合材料(CFRP)一系圆弹簧。基于传统钢圆弹簧的基本结构,采用CFRP替代钢材料,设计了一种新型一系圆弹簧。根据GB/T1239.6标准对CFRP圆弹簧刚度进行仿真分析。在此基础上,建立高速列车多体系统动力学模型,并对钢圆弹簧和CFRP圆弹簧的车辆稳定性、平稳性和安全性进行对比分析。结果表明CFRP圆弹簧的车辆稳定性、平稳性和安全性指标值与钢圆弹簧基本保持一致,但其质量降低了80%,表明将轻质材料应用到圆弹簧设计中具有可行性,可为其在高速列车圆弹簧上的应用提供指导。

随着社会老龄化,外骨骼技术逐渐应用于助老领域,针对存在下肢退化性关节炎老年人行走过程中需减轻自身重量对承重关节压迫的具体需求,分析了减重外骨骼构型特点,并在此基础上设计了一种基于2-UPS机构的减重外骨骼。外骨骼与人体通过骨盆及前脚掌连接构成单闭环,应用闭环矢量法建立外骨骼运动学模型。基于老年人常速行走过程中下肢关节角度变化关系,计算外骨骼主、被动运动副在一个步态周期的速度和加速度。应用拉格朗日法分别对行走过程中双腿支撑相和单腿支撑相进行动力学分析,并通过Adams仿真软件验证了动力学模型的正确性。

目前，国内市场用于钻杆管具抬升的机械手产品较少，据此某公司根据市场需要自行设计了一款用于斜直井管具拾取的机械手。由于该机械手户外工况较复杂，确保其工作时的安全性则极为重要。现以该机械手为对象进行运动规划．并运用理论计算与虚拟建模仿真相结合的方法对其运动进行动力学分析。利用ADAMS模拟该机械手在8～11级风载和基座振动频率为50 Hz情况下结构的动态受力状况，并与无风载无基座振动情况下的结构受力进行对比，分析其结构是否满足户外阵风或基座振动工况下安全工作的要求。结果表明，该机械手结构设计和运动规划设计较为合理，并提出了进一步优化的可能性，同时数值仿真技术也大大降低了新产品的技术开发成本和开发周期。

以弧齿线圆柱齿轮为研究对象,在分析弧齿线圆柱齿轮加工工艺的基础上,利用UG/Open grip语言进行二次开发,实现了面向制造的弧齿线圆柱齿轮的参数化建模。借助ADAMS软件对不同齿线半径的弧齿线圆柱齿轮齿轮副进行动力学分析,揭示了齿线半径对弧齿线圆柱齿轮啮合力的影响规律,得到了弧齿线圆柱齿轮齿轮副平均啮合力随齿线半径的变化规律曲线。当齿线半径满足条件1.7b≤R≤2.3b时,弧齿线圆柱齿轮的平均啮合力达到最优。研究结果为弧齿线圆柱齿轮将来的设计及工程应用提供了理论依据。

为研究采用多支柱小车式起落架布局的飞机在地面操纵特性并提出相关设计指标，建立了一套动力学分析模型，求出采用多支柱小车式起落架布局飞机的许用前轮偏转角的通解。通过仿真计算求得前轮许用偏转角度相关特性，通过试验验证了上述理论研究的正确性与合理性。经研究：多支柱小车式起落架许用前轮转弯角度主要受飞机速度等因素影响；在不改变飞机构型、不影响飞机性能及安全性的前提下，可通过降低飞机速度及减小前轮偏转角度提高飞机地面运动稳定性；在飞机速度一定时，将前轮偏转角度控制在许用包线内，则飞机转弯时不会发生侧翻；前轮转弯控制律设计过程中，可通过使控制律曲线尽量贴近许用包线以提高飞机地面操纵机动性。

以双驳船同步提升技术为研究对象,分析了该技术在海上打捞工程中的重要意义,同时提出了该技术存在的不足;为了提高同步提升的适应性及效率,提出了一种主动补偿策略;为了研究该策略的可行性,搭建了模拟沉船同步提升的液压升沉补偿试验平台,针对其中的六自由度升沉补偿试验台的设计,对其进行了力学分析,得到了沉船负载的加载力与六自由度平台的6个液压缸的驱动力之间的关系,为负载的选取与液压缸额定载荷的设计提供理论依据。利用ADAMS和MATLAB联合仿真,验证了试验台运动的可模拟性和主动补偿策略的可行性,为进一步研究沉船同步提升过程中升沉补偿控制策略提供了数据支持和理论依据。

卧式重载缸的密封问题一直是元件设计的难点.全液压滚切剪上的重载伺服缸需卧式铰接安装,为滚切剪输出精准曲线位移,这就会引起密封结构破损、拉缸、漏油等问题而致使输出力不足.针对卧式重载缸的密封问题,在全液压滚切剪的伺服缸底端加一支撑小缸的新结构并配套控制系统,用来平衡实时动态自重.端盖导向套与活塞杆的摩擦力是此设计的重要控制力,通过建立动力学模型,运用ADAMS与SIMULINK进行联合仿真和实验台试验,对比分析配套小缸之前和之后的摩擦力大小.结果表明,配套小缸后,导向套与活塞杆的摩擦力迅速减小,通过联合仿真和实验验证了该系统的可行性,大大提高了滚切剪的整机效率.

为了研究混合链式液压调平机构的举升能力和调平能力等动力学性能,对举升过程中作平动的工作平台的欧拉角微分表达式和变分表达式进行改写,基于拉格朗日法建立调平机构的动力学数学模型,其过程包括采用复数矢量法建立各刚体质心速度方程、推导调平机构的动能方程、基于虚功原理推导调平机构的广义力方程、推导各液压油缸驱动力的动力学解析解。利用MATLAB软件对所建数学模型进行工程实例仿真,分析不同负载下3个液压油缸的驱动力,并对仿真结果进行试验验证。研究结果表明:自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力与变幅液压油缸驱动力相比对负载变化更敏感;自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力的相对大小由两者的缸筒内径和活塞杆直径决定,所建立的各液压油缸驱动力的解析解既可用于工程设计计算和分析,也可用于机构优化设...

设计了一种集装箱袋装货物装车机,通过对其倾斜机构的数值分析,得到整个门架运动过程中受力情况,并对其进行优化。通过对倾斜机构的简化,采用矢量分析法对装车机倾斜液压缸建立了运动方程,运用Matlab对方程进行求解并绘制运动曲线,分析研究倾斜液压缸的位置、速度和加速度变化规律。在运动学分析的基础上,对整个运动过程中倾斜液压缸受力进行分析,并对倾斜液压缸的位置进行优化,以减小倾斜液压缸的最大受力值。

建立了螺旋齿摆动液压缸的两级螺旋副动力学数学模型,采用ADAMS仿真软件对其进行动力学分析,研究其在极限外负载条件下的最大角度及输出扭矩;依据建立的动力学模型,对螺旋副关键参数进行了优化,分析了不同螺旋升角对两级传动副输出性能的影响。研究结果表明：两级螺旋副最佳螺旋升角在50°附近时传动效率最高。搭建了螺旋齿摆动液压缸样机试验台,通过样机试验验证了动力学模型的准确性。