复合驱动仿生胸鳍机构设计与水动力研究

针对仿鱼型海洋探测机器人低速时的机动性问题,受鹞鲼鱼类依靠胸鳍摆动实现各种水下运动的启发,设计出一种基于共融理论的复合驱动刚-柔多体耦合仿生鱼胸鳍机构。通过构建基于三维非定常湍流控制方程组的柔性鳍摆动系统水动力学模型,研究仿生胸鳍柔性鳍面摆动时周围压力和速度场的变化情况,分析不同摆动幅度和频率下鳍面的水动力学特性,揭示仿生鹞鲼机器鱼的水下运动机理,对摆动胸鳍的水动力进行仿真。结论表明:鳍面摆动时周围的漩涡能够引起胸鳍面上推力、升力及侧向力按类似正弦变化,而推进力和侧向力的大小随摆动幅值和摆动频率增加而增大。     

基于AMESim的自适应柔性夹具机械手指的动态特性研究

提出了一种基于液压驱动的仿手指自适应柔性夹具结构,根据其驱动系统工作原理及结构参数,建立了驱动系统的数学模型,及基于AMESim电液比例闭环控制系统的仿真模型;研究了放大比例增益值(K)对系统动态特性的影响,及PID控制器对机械手指动态特性的影响。结果表明:存在一个最佳K值,对系统的动、静态特性影响显著;加入PID控制器后,系统的精度和稳定性可得到明显改善。     

六自由度重载装配机械手运动学分析及求解

针对汽车装配生产线作业对重载高精度的自动设备的需求,设计了一种液压驱动的六自由度多功能重载装配机械手。运用Denavi-Hartenberg(D-H)方法构建了机械手的运动学模型,分析了重载装配机械手的工作原理和正、逆运动学求解方法。从机械手的正、逆运动学方程的求解结果可以看出,采用液压方式实现对机械手6个自由度的驱动,具有驱动力大、操作简单、安装准确的特点,可适应多种汽车重载装配的需要。     

基于遗传算法的悬架系统的优化和仿真

通过建立1/4汽车两自由度模型,建立了汽车行驶平顺性优化仿真数学模型,根据对车辆行驶平顺性、乘坐舒适性和操作稳定性的要求,提出了优化的目标函数。在MATLAB中建立遗传算法的程序模型,应用遗传算法对该模型进行求解。通过仿真,对优化前后汽车行驶平顺性的3项指标进行对比分析。仿真结果表明:遗传算法用于汽车行驶平顺性的优化取得了良好的效果。     

基于有限元法的汽车起重机尾架结构改进设计

建立了汽车起重机尾架有限元模型,利用MSC/patran和MSC/nastran软件,对尾架结构进行了有限元分析,从而得到尾架上应力较大的区域和应力分布规律,同时对其进行了现场试验研究,将试验结果与理论分析进行了对比,二者相当吻合。并以此分析结果为依据,进行了结构改进,取得了较好的效果。     

高空作业车举升执行机构液压系统可靠性分析

针对折叠式高空作业车运行过程中由于频繁启动和制动引起的明显振动和冲击现象,提出了基于MATLAB/SIMULINK平台的高空作业车举升执行机构液压系统设计可靠性分析方法;建立了系统可靠性分析数学模型.通过MATLAB/SIMULINK分析,得出该控制模型的仿真结果,对折叠式高空作业车举升执行机构液压系统的性能分析和智能...     

高速列车牵引变压器悬挂参数动态优化设计

为了优化牵引变压器悬挂参数, 建立了车辆设备21自由度刚柔耦合系统模型, 并基于新型快速显式数值积分法求解了车辆和牵引变压器的振动响应; 计算了车辆系统在不同速度等级下的舒适度指标和设备振动烈度, 确定了变压器最优悬挂频率; 建立了变压器数学模型与车辆设备刚柔耦合模型, 结合最优悬挂频率、振动烈度、舒适度指标、隔振器动态作用力以及变压器悬挂模态与车辆地板局部模态匹配指标对隔振器参数在动态条件下进行多目标优化, 计算了牵引变压器隔振器最优参数。研究结果表明: 当牵引变压器悬挂频率比为0.82~0.98时, 车辆舒适度低于2, 设备振动烈度低于4.5mm·s-1, 满足相关规范要求; 经过优化最终确定第1组隔振器垂向刚度、三组隔振器刚度比、每组隔振器三向刚度比分别为2 142N·mm-1、1∶1.3∶2.5、1.7∶0.5∶1, 与变压器原始悬挂方案相比优化后变压器振动烈度最大降低42% (在速度高于200km·h-1条件下), 车辆一位端、中部、二位端舒适度指标平均提升3.53%、3.45%、2.01%, 第1、4隔振器垂向作用力平均降低13.3%, 第2、5隔振器垂向作用力平均降低3.8%, 第3、6隔振器垂向作用力平均降低20.9%。可见, 优化后车辆舒适度、设备振动烈度和隔振器垂向动态作用力均有较好改善。      

冲角对换轨机器人准静态脱轨判别研究

针对换轨机器人脱轨系数具有保守性,轮重减载率作为辅助判别指标却没有统一标准的问题,提出以冲角判别换轨机器人脱轨的判别方法。结合脱轨系数与轮重减载率的定义,引入列车准静态脱轨判别准则,建立轮对力矩准静态模型,构建换轨机器人多参数耦合的脱轨判别式,探究不同摩擦因数、不同轮缘角下冲角与脱轨系数的函数关系以及冲角与脱轨判别式的映射关系式。研究结果验证了理论的正确性,增大轮缘角、降低轮轨间摩擦因数有利于降低脱轨危险性,合理解释了脱轨系数达到脱轨标准时,换轨机器人没有发生脱轨的现象,为换轨机器人准静态脱轨的进一步研究奠定理论基础。