铲装机械手全关节动力学及其解析

目前,铲装机械手的动力学解析主要针对主动关节进行,对从动关节的动力学问题还很少进行过研究.在铲装机械手阻力检测系统设计时,有时需要在从动关节处安装力传感器,并对传感器的输出进行动力项、静力项的分离.为此,本文以铲装机械手主动关节动力学解析为基础,对连杆的受力进行了全面分析,推导出了从动关节的动力学计算式.在对主动关节和从动关节动力学解析进行综合的基础上,提出了全关节动力学的概念,并给出了铲装机械手全关节动力学方程式.     

STATIC CORRECTION MODES IN DYNAMICAL SIMULATION OF FLEXIBLE MULTIBODY SYSTEM WITH CLOSED LOOPS

ＳＴＡＴＩＣＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＭＯＤＥＳＩＮＤＹＮＡＭＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＦＬＥＸＩＢＬＥＭＵＬＴＩＢＯＤＹＳＹＳＴＥＭＷＩＴＨＣＬＯＳＥＤＬＯＯＰＳ＊ＹｕＱｉｎｇ（于清）ＨｏｎｇＪｉａｚｈｅｎ（洪嘉振）（Ｄｅｐｔ．ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒ...     

Modeling Study of Planar Flexible Manipulator Undergoing Large Deformation

The planar flexible manipulator undergoing large deformation is investigated by using finite element method (FEM). Three kinds of reference frames are employed to describe the deformation of arbitrary point in the flexible manipulator, which are global frame, body-fixed frame and co-rotational frame. The rigid-flexible coupling dynamic equation of the planar flexible manipulator is derived using the Hamilton’s principle. Numerical simulations are carried out in the end of this paper to demonstrate the effectiveness of the proposed model. The simulation results indicate that the proposed model is efficient not only for small deformation but also for large deformation.     

平面冗余并联机器人的综合性能优化设计

对平面二自由度冗余并联机器人的综合性能优化设计进行了探讨.基于运动学模型,给出了该机器人的雅可比矩阵和最优拓扑构形,分析了结构参数对工作空间和奇异性的影响规律.提出了衡量机器人运动精度、力传递性能、结构刚度和工作空间利用率的综合评价指标,建立了以综合评价指标为目标函数,以任务空间和无奇异位形为约束条件的数学优化模型,并采用自适应遗传算法求解.研究为同类机器人的优化设计提供了参考.     

高速铁路桥梁-轨道体系检测监测与行车安全研究进展

为了提升桥梁-轨道结构服役安全性能,保证复杂环境条件下高速铁路结构适应性和行车安全舒适性,研究了高速铁路桥梁-轨道体系检测监测装备的改进与优化,分析了桥梁-轨道结构服役性能动态演变规律,总结了复杂条件下桥上行车安全评价与预测方法,展望了未来研究重点与方向.研究结果表明:在桥梁-轨道体系检测监测技术方面,现有研究聚焦于传...     

SLJ900流动式架桥机结构动态特性分析

针对当前对架桥机动力特性研究不够深入、对架桥机安全性影响研究不够系统的问题,以SLJ900流动式架桥机为研究对象,通过采用数值仿真的方法进行动力特性分析。分析表明,利用阵型和频率能够准确、快速的分析其对结构的影响,并能较好的判断结构振动的不稳定因素,从避免共振的角度提出了起重机部件参数的选取原则。参数影响规律表明,架桥机的动力分析应结合实际作业工况对结构参数的影响综合考虑,以判断结构振动的不稳定因素,从避免共振的角度确定起重机部件参数以提高结构的安全可靠性。     

8m客车侧翻仿真与上部结构安全性分析

利用Radioss建立了一款8m客车的有限元模型,进行了侧翻仿真模拟,得到的客车侧翻角,以及车身侧围立柱与生存空间的最小距离.从能量吸收、速度与加速度分析、车身立柱变形、生成空间评估角分析等方面对客车侧翻进行了安全性评价.结果表明,该客车侧翻符合法规要求,但应在上部安装一些吸能装置,提高客车安全性.给出了该客车侧翻平均加速度、加速度均方根值,以及最大加速度指标.     

一种新型四自由度并联机构设计与分析

根据放大尺原理构建具有大缩放比的六自由度菱形运动支链和四自由度菱形运动支链,将其作为并联机构组成支链,提出一种具有结构紧凑、工作空间大的新型四自由度并联机器人机构．依据等效替换原理,将菱形机构虚拟轴用传统串联运动支链的实轴替代,得到新型四自由度并联机构的等效模型．利用螺旋理论分析了新型并联机构等效模型各支链的运动螺旋系和约束反螺旋系,确定并联机构动平台具有两个移动自由度和两个转动自由度．     

微型轿车后备箱人机工程评价

以立姿情况下驾驶员取用后备胎为例,利用RAMSIS人体模型,在轿车数字模型上进行人机工程布置,计算驾驶员的操作力与不舒适性指标值,进行了人机工程分析.为提高人机工程评价的科学性,运用模糊综合评价方法分析了驾驶员的舒适度,使得评价结果更加清晰、全面、合理.     

混杂柔性纤维混凝土动力耗散机理研究

从柔性纤维的几何特点和受力性能出发 ,研究碳 /芳纶混杂柔性纤维混凝土的动力特性 ,采用了悬臂梁纤维混凝土试件进行波动特性的实验研究 .结果表明柔性纤维混凝土能够承受较大的变形 ,增大了材料能量耗散 ,改善了动力性能 .纤维混杂以及波纹纤维的曲线角对其动力耗散有重要的作用     

柔性防护系统环形拦截网分区等代模型

环形网是被动柔性防护系统中的重要结构单元,其冲击变形具有明显的多柔体非线性动力学特征,其计算模型的构建是柔性防护结构理论研究的难点与关键点. 为了建立环形网的计算模型,首先通过柔性被动网整体结构足尺冲击试验,获取了环形拦截网的区域化变形特征以及网环的典型变形状态;其次通过网环拉伸试验与数值仿真计算的方式得到了各典型变形状态下,网环的荷载位移关系,建立了分区等代计算模型;最后通过与网片顶破试验、动力冲击试验展开对比计算的方式校验了模型的准确性. 研究结果表明:环形拦截网具有明显的分区域变形特征,网环（环形网的基本单元）具有3种典型变形状态,各变形状态的网环均具有两阶段受力特征;据此采用连接于圆心、初始长度为网环半径的“X”形4桁架单元模拟单个网环,将典型变形状态下网环的荷载位移关系等效为桁架单元应力应变关系,连接对应节点形成整片网的单元模型,根据网环所处的变形区域赋予桁架单元相应的应力应变关系,建立了整片环形网的高效率分区域等代模型;通过与静力试验及动力试验的对比,模型计算误差小于10%.      

Nonlinear Dynamic Analysis of Three Dimensional Flexible Multibody Systems

The nonlinear dynamic problems of three dimensional flexible multibody systems are investigated. The elastic deformation fields of flexible space beams are decomposed into axial deformation and bending deformation, and described by each exact vibration modes in the body coordinate systems. The constrainted nonlinear dynamic equations are derived by using Lagrange multiplier method. A numerical procedure for solving the resulting differential algebraic equations is presented based on Newmark direct integration method combined with the modified Newton-Raphson iterative method. Numerical results verify the effectiveness of the proposed method.     

基于PSR模型的湘江水上交通安全评价探索

本文从大系统的角度出发，在可持续发展指标体系研究的基础上，运用PSR概念模型建立了湘江水上交通安全评价指标体系，并运用综合指数评价方法。对湘江2001—2006年的安全状况进行了动态评估和分析。     

一种箱式结构清扫臂的尺寸优化及轨迹规划

为克服工作空间受限的箱式结构不易清扫的问题,以实验室现有的气箱为清扫对象,设计了一种箱式结构清扫臂,并依据优化设计的思想,以箱式结构清扫臂的工作空间最小为优化目标,确定了基杆的最优长度和基杆与箱体壁的最优夹角;同理,在各臂转到同一条线上时,以清扫臂对各个关节的转动惯量最小为优化目标,得出各臂的最优臂长;最后,根据箱体的尺寸和结构规划了一条清扫路径,并基于路径各个部分的特点分别在关节空间和笛卡尔空间进行了轨迹规划,最终导出整条轨迹的运动学方程,以此进行运动学验证和仿真.     

基于BP 神经网络的铁路客运服务质量评价研究

为了客观、准确地评价铁路客运服务质量,从旅客感知角度出发,构建了评价 指标体系,建立了BP神经网络求解模型,提出了基于BP算法的铁路客运服务质量评价 算法.通过对网络的训练,使得网络输出达到了期望的精度,满足了客运服务质量评价的 要求.最后通过对铁路旅客的调查问卷实例,从均方误差、统计识别率方面进行了分析、仿 真,对客运服务质量进行综合评价,并与模糊综合评价法进行了对比.实验结果表明,本文 构建的评价指标体系科学、合理,提出的评价算法收敛速度快、误差小,评价结果能够有 效地反映客运服务质量水平,为提高和改进铁路客运服务质量提供参考依据.     

基于虚拟样机技术的齿轮摩擦动力学仿真

基于虚拟样机技术,以某通用单级减速器中的渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,应用ADAMS软件对其进行动力学仿真,以期对齿轮优化设计提供参考.结果表明：所得到的仿真结果与理论计算值基本吻合,验证了虚拟样机技术的合理性和准确性;同时不同转速下的齿轮间正压力、摩擦力均呈现先上升后下降到再上升的趋势且均随主动齿轮转速的增大而增大;但是处于转角为5°的啮合位置的高速齿轮的正压力、摩擦力小于低速与中速齿轮的正压力、摩擦力.     

Topological Expression Model of Satellite Gear Mechanism

By investigation of the topological characteristics of the kinematic structure of Satellite Gear Mechanism (SGM) with graph theory, the graph model of SGM is analyzed, and a topological expression model between input and output of SGM is established based on systematic design point. Meanwhile, the mathematical expression for SGM is deduced by integrating matrix theory and graph theory; thus, the topological characteristics of the kinematic structure of SGM can be converted into a matrix model, and the topological design problem of SGM into a matrix operation problem. In addition, a brief discussion about the measures for identification of isomorphism of the graph mode is made.     

柔性基层永久变形试验研究

控制永久变形是柔性基层应用的关键。本文应用MTS试验机,对改良的级配碎石材料试件进行重复加载永久变形试验,通过对不同级配的试件在各应力水平下采集的永久变形量进行综合分析,得到级配碎石材料的永久变形规律。研究表明,级配碎石材料的永久变形随加载次数的增加而增加,主要永久变形在1000次重复加载后完成,级配是永久变形量的重要影响因素。     

Substructuring technique for dynamics analysis of flexible beams with large deformation

In this paper, the substructuring technique is extended for the dynamics simulation of flexible beams with large deformation. The dynamics equation of a spatial straight beam undergoing large displacement and small deformation is deduced by using the Jourdain variation principle and the model synthesis method. The longitudinal shortening effect due to the transversal deformation is taken into consideration in the dynamics equation. In this way, the geometric stiffening effect, which is also called stress stiffening effect, is accounted for in the dynamics equation. The transfer equation of the flexible beam is obtained by assembling the dynamics equation and the kinematic relationship between the two connection points of the flexible beam. Treating a flexible beam with small deformation as a substructure, one can solve the dynamics of a flexible beam with large deformation by using the substructuring technique and the transfer matrix method. The dynamics simulation of a flexible beam with large deformation is carried out by using the proposed approach and the results are verified by comparing with those obtained from Abaqus software.     

圆销车钩自由转角与车体参数匹配性的研究

为了明确圆销车钩自由转角与车体主要结构参数的匹配关系,采用理论分析与动态仿真相结合的方法,研究了曲线通过及直线承压工况下,机车车体主要结构参数与车钩转角的关系.结合缓冲器的非线性迟滞特性并采用控制系统仿真方法,建立了圆销钩缓系统的对中钩肩模型,该模型能够较好体现钩肩回复力的实时性;采用内插样条函数进行拟合,根据工程图纸对车钩钩头轮廓曲线进行数据离散,反演得到钩头轮廓曲面,并建立了一对连挂钩头间的曲面/曲面接触模型,进一步考虑了连挂钩头间的相互作用,能够准确模拟连挂钩头间的相对运动;通过对不同自由转角条件下机车的受力情况进行分析,得出了车钩自由转角设计推荐公式,并通过动力学仿真对其进行了验证.研究与仿真结果表明,受轨道曲率变化的影响,车钩实际转角比静态计算结果要偏大0.5~1.0,钩头间的相对转动可对车钩转角进行补偿,以顺利实现机车曲线通过;车钩自由摆角与车体结构要有较好的匹配,以保证机车承压时的运行安全性,同时建议该型机车钩缓系统自由转角设计值应小于8,这与推荐公式的计算结果有较好的一致性.