基于ADAMS的齿轮减速器动力学仿真

基于三维造型设计软件Solidworks,构建了单级齿轮减速器的三维参数化模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中,在ADAMS中建立减速器的虚拟样机模型,对此样机模型进行仿真,得到转速、轮齿啮合力等参数特性曲线,对其进行分析,为动态特性优化提供理论指导。     

虚拟样机与其核心技术——CAE的内涵与建模

首先给出了虚拟样机的定义和内涵,论证了虚拟样机技术可以缩短复杂产品的研发周期,最大可能地降低物理样机投资风险的可行性及紧迫性.以虚拟样机的核心技术—物理行为仿真为切入点,从理论上论证了虚拟样机性能仿真技术CAE与CAD内涵的差异,认为CAE性能仿真可以为产品创造更多技术附加值.最后,给出了从工程实践中提炼出来的四点建模原则以及一些典型应用案例.     

基于联合仿真技术的差速器齿轮机构动力学分析

以某轿车差速器为研究对象,利用UG NX/Motion建立齿轮机构刚体虚拟样机模型,并导入到动力学分析软件MSC-Adams中。结合该轿车差速器的具体工作情况,选取符合差速器传动的碰撞接触参数、约束和负载进行仿真分析,得到齿轮机构在具体工况下转速与受力的变化曲线,根据变化曲线能更深层次地分析差速器的工作原理,从而缩短产品的研发周期,降低研发成本。     

平面齿内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动副性能测试

为了获取平面齿内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动副(以下简称鼓形蜗杆传动副)的传动性能参数,以鼓形蜗杆传动副的啮合几何学和啮合性能为基础,搭建电封闭式传动性能试验台,对鼓形蜗杆传动副样机在多工况下进行传动性能测试.测试结果为:由于存在制造误差和装配误差,鼓形蜗杆传动副样机的实际接触区为理论接触区的2/3;鼓形蜗杆传动副样机的传动效率随着转速的提高而增加,在低转速时,传动效率随着负载的增大明显降低;在高转速时,传动效率随着负载的增大而略有升高;鼓形蜗杆传动副样机在各测试工况下的最高传动效率为69.05%,最高油池温升为89.8 ℃;该鼓形蜗杆传动副具有优良的传动性能,适用于重载动力传动.      

负重型外骨骼机器人液压阀块流道的流场分析及优化

为了研究负重型外骨骼液压动力单元温升及噪声过大的问题,利用ANSYS Fluent软件对负重型外骨骼液压阀块内部流道主要组成部分Z型流道和交叉流道进行计算流体动力学仿真,分别设计了5组不同尺寸的仿真试验,分析不同流道尺寸下流体速度稳定性与压力损失变化情况. 仿真试验表明,对于流道直径为5 mm的外骨骼动力单元液压阀块交叉流道压力损失随着进出口流道偏心距的增大而增大,流体速度在偏心距为 1.25 mm时稳定性最好;Z型流道压力损失在进出口流道之间的距离为 17 mm时达到最小,流体速度随着该距离的增大其稳定性上升. 优化过后的样机试验表明,液压阀块最大温度下降了3.3 ℃,最大噪声下降了7.6 dB.      

洒浆机工作装置的动力学仿真研究

在对一种新型施工机械——洒浆机进行设计的过程中,采用了虚拟样机技术对洒浆机的机械系统和液压系统进行了仿真研究．运用三维建模软件Pro／E建立了洒浆机工作装置的机械系统模型,然后导入ADAMS中分析其动力学性能;运用虚拟样机软件ADAMS／hydraulic模块对工作装置的液压回路进行了模拟．所得的仿真结果对设计具有指导意义,设计出的物理样机和虚拟样机的性能相近,证明运用虚拟样机技术对洒浆机工作装置所做的研究是成功的．     

机车用轴流式风机性能测试与数值分析

为探求某机车用轴流式风机的系统性能,对不同工况下带有前后导叶的该风机内部流场进行了数值仿真.模拟结果表明,在叶片转速不变情况下,随着气体流量的增加,叶片的气动压力增加,功率增大,风机的效率也随之提高;在气体流量保持不变时,随着叶片转速的增加,叶片的气动压力增加,功率增大;当风机出口存在阻力时,则叶片的气动压力增加,功率也增大.研究还表明,叶片两侧的最大气压差可达10 500 Pa以上,高速旋转时对叶片有一定危害.计算结果与试验测试结果的对比表明,二者吻合较好.     

机车用轴流式风机性能测试与数值分析

为探求某机车用轴流式风机的系统性能,对不同工况下带有前后导叶的该风机内部流场进行了数值仿真.模拟结果表明,在叶片转速不变情况下,随着气体流量的增加,叶片的气动压力增加,功率增大,风机的效率也随之提高;在气体流量保持不变时,随着叶片转速的增加,叶片的气动压力增加,功率增大;当风机出口存在阻力时,则叶片的气动压力增加,功率也增大.研究还表明,叶片两侧的最大气压差可达10 500 Pa以上,高速旋转时对叶片有一定危害.计算结果与试验测试结果的对比表明,二者吻合较好.     

液压挖掘机建模与仿真的关键问题研究

以某液压挖掘机为研究对象,利用Pro/E和ADAMS软件建立机械子系统和液压子系统的仿真模型,并在ADAMS环境中利用模型集成技术,将子系统模型集成为液压挖掘机的虚拟样机模型.该机械-液压系统的集成样机模型可替代实际物理样机的液压系统进行工作性能仿真分析,提高产品开发速度和精度,降低开发成本.     

内外激励下机车齿轮磨损仿真分析

通过Archard磨损公式和Hertz接触模型,建立了考虑动态磨损系数的机车齿轮磨损数值仿真模型,计算了理想情况下齿面磨损分布情况;利用ABAQUS二次开发UMESHMOTION子程序,结合ALE自适应网格,建立了齿轮磨损有限元模型,在仿真后通过MATLAB提取齿面磨损信息,并将有限元计算结果与数值仿真结果进行了对比;通过改变模型参数,研究了摩擦因数和中心距误差对齿面磨损的影响;基于多体动力学软件SIMPACK建模仿真得到了轮轨激励下从动齿轮垂向振动位移,并将其加载到有限元模型进行齿面磨损仿真计算。计算结果表明：2种计算方法得出的齿轮磨损分布情况较为一致,即主、从动齿轮最大磨损深度均在齿根处,节线处磨损深度为0,且节线两侧单双齿交替区域磨损深度均出现突变,磨损深度总量随摩擦因数的增大而增加,且均位于以节线为界靠近齿根处,当摩擦因数最大值取0.25时,磨损深度总量为3.104×10^-6 mm,而齿顶处相反;当中心距误差为负时,随着中心距的减少,磨损深度总量呈增大趋势,最大值为3.313×10^-6 mm,而当中心距误差为正时,随着中心距的增大,磨...     

共轭曲面第二类问题的数字仿真

已知两曲面，在既定的位置条件下，求传动的接触域及速比关系属于共轭曲面的第二类问题，也是该领域的难点问题之一，用传统的方法解决起来非常复杂．论文提出一种数字仿真新方法，以现代计算技术为手段，可充分模拟包含位置误差因素在内的齿面的真实接触，并获得实际速比关系．论述其原理与计算过程，并给出阿基米德蜗杆传动的具体算例．     

摆动活齿传动弹流润滑下的摩擦功耗

为了准确获得弹流润滑下摆动活齿传动的摩擦功率损失,根据摆动活齿传动的啮合原理,探讨了弹流润滑状态下,活齿与内齿圈之间滑动摩擦因数的计算方法,分析了传动过程中滑动摩擦因数的时变规律.在对活齿与内齿圈间的接触正压力和相对速度进行计算的基础上,建立了弹流润滑下,摆动活齿传动在一个啮合周期内不同啮合点处的瞬时滑动摩擦功率损失的计算模型.应用最小二乘法拟合了啮合周期内的瞬时滑动摩擦功率损失函数,通过对其进行积分运算导出了平均滑动摩擦功率损失的计算公式.实例计算表明:本文提出的摆动活齿传动啮合过程摩擦功耗的计算模型是可行的,当活齿与内齿圈在齿廓曲线拐点处啮合时,瞬时滑动摩擦功率损失最大,其值为118.4 W.      

基于Lipschitz观测器的新型离合器执行机构控制算法

在并联混动车辆中,为实现在系统反馈状态下,通过控制膜片弹簧离合器分离轴承位置对摩擦转矩高质量的伺服控制,同时避免对有噪声执行机构位置信号进行微分来获取速度,设计了基于状态观测器的新型位置控制算法,弥补了速度传感器的缺失.分析了膜片弹簧、波形弹簧及分离指弹性特性对分离轴承端载荷的影响,导出了执行机构非线性状态方程,以此设计前馈补偿器,同时将Lipschitz非线性状态观测理论用于观测执行机构位置、电机转速及分离轴承作用力.仿真结果初步验证了上述控制算法的可行性及观测器良好的鲁棒性,即:若观测器中蜗轮蜗杆效率与实际值存在偏差,对位置及转速的观测存在稳态误差,前者可忽略,后者不超过可接受的10 r/min;位置信号中噪声几乎完整地出现在对自身及作用力观测值中,但不影响转速;从动盘磨损后,对位置及转速观测效果较好,但对作用力的观测存在稳态误差,幅值不超过25 N.      

基于虚拟现实技术的高速公路安全设施

依托于在建西汉高速公路秦岭北麓路段施工图和现场勘查资料,在对研究路段运行车速预测的基础上,采用虚拟现实技术对道路、隧道和桥梁等进行安全性评价,从而发现西汉高速公路秦岭北麓路段设计过程中存在的行车安全性问题．然后设计出包括主动控速设施和配套标志的主动安全控制系统方案,采用虚拟现实技术对公路安全设施建立虚拟模型并应用于虚拟的高速公路模型中,通过虚拟试验优化高速公路安全设施设计方案．     

Simulation on Reliability Enhancement Testing Technology of Ramming System

Ramming system is the key device to guarantee the firing speed of self-propelled gun. Based on traditional reliability enhancement testing method, a new kind of reliability enhancement testing simulation method of ramming system is put forward firstly. In CAD software Pro/E and dynamic simulation software ADAMS, the virtual prototype of ramming system is established. In EASY5 software, the corresponding hydraulic system and control system models are built. The reliability enhancement testing virtual environment of ramming system is developed using the mechanical-electrical-hydraulic co-simulation technology. Based on the load spectra provided by virtual prototype, and the stress distribution provided by finite element analysis and material's S-N curve(S is fatigue strength, N is fatigue life), a model of fatigue enhancement coefficient is established through the failure mechanism analysis. The simulation processes and simulation results show the feasibility of reliability enhancement testing based on virtual prototype, and provide sufficient theory reference for structure improvement and optimization of ramming system.     

Research on Nonlinear Dynamic Simulation and Fatigue Reliability Life Prediction for Synthesis Transmission System of Self-Propelled Gun

Aiming to the puzzle that the inner load of nonlinear synthesis transmission system is difficult to obtain, a new kind of virtual prototype establishment and simulation method is put forward. The influence on nonlinear vibration with flexible rotor, bearing backlash is analyzed based on a virtual prototype. To validate the virtual prototype of nonlinear gear transmission system, the corresponding test platform is established. The consistency between simulation results and test results proves that the simulation results of the virtual prototype can be used to calculate the fatigue reliability life of key components. A new kind of fatigue reliability life prediction method of gear system considering multi-random parameter distribution is put forward based on the fatiguestatistic theory. Considering the periodicity of gear meshing, linear interpolation method is adopted to obtain the stress-time course of random load spectrum based on the gear’s complicated torque provided by virtual prototype. The gear’s P-S_a-S_m-N curved cluster can be simulated based on material’s P-S-N curve. The simulation process considers the parameter distributions of stress concentration coefficients, dimension coefficients and surface quality treatment coefficients, and settles the puzzle that traditional test methods cannot acquire the gear’s fatigue life of all reliability levels. This method can provide the distribution function and the interval of fatigue reliability life of gear’s danger region, and has a guide meaning for the gear maintenance periods determination and reliability evaluation.     

部分滑水对路面附着系数的影响

根据能量守恒原理，利用作用在轮胎上的动水压力计算式，通过有限元计算，分析了由于部分滑水而导致的附着系数的降低状况，得到了附着系数与水膜厚度、行车速度的关系式。计算结果表明，如果水膜覆盖在路面上，那么汽车行驶时不可避免地要产生部分滑水现象，轮胎与路面间的附着系数和干燥状态相比，要下降很多。汽车在低速行驶时，水膜厚度对附着系数的影响较大；而在高速行驶时，则速度的影响较大。     

渐开线齿轮轮齿滑动率分析

渐开线是由发生线沿着基圆纯滚动而形成的,渐开线齿轮在啮合过程中,轮齿间存在相对滑动,滑动速度在节线附近最小,并沿着节线分别向齿根和齿顶方向逐渐变大.轮齿间的相对滑动速度有利于油膜的形成,可以防止出现点蚀等失效现象,进而影响到轮齿的接触疲劳强度,但相对滑动又带来了摩擦磨损,是齿轮失效的主要形式之一.针对轮齿之间的相对滑动,分析标准直齿圆柱齿轮轮齿间的滑动速度,并得到数值计算公式,同时根据滑动速度的方向解释了轮齿啮合中摩擦力的方向,并用Matlab进行了仿真,为齿轮设计提供一定的参考.     

CRH3动车虚拟驾驶仿真系统的设计与实现

CRH3动车采用众多高新技术,给动车驾驶带来了极大挑战.CRH3动车虚拟驾驶仿真系统的开发,旨在对动车司机进行模拟驾驶、故障处理、非正常行车处理等方面的多媒体教学培训,培养动车司机的操作应变能力.CRH3动车虚拟驾驶仿真系统采用虚拟现实技术,对CRH3动车组驾驶进行全三维虚拟化列车逻辑模型仿真,可以展示不可视、不可摸、不可入列车部位的结构、布局及连接方式,轻松设置现实中不经常遇到而采用实物方式设置又很麻烦的故障,能反复无破坏地设置、查找和排除电气设备等系统故障,提高了培训效率、降低了培训成本,解决了铁路部门在高速铁路现场难以进行司机培训的问题培训,效果良好.