轨道车辆钩缓装置刚柔耦合多体动力学研究 被引量：7

1

作者 姚远 刘红 +1 位作者 朱浩 卢碧红 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期390-400,共11页

基于刚柔耦合多体动力学理论,研究新型摩擦式缓冲装置中摩擦机构和弹性元件的动力学特性。首先构建缓冲装置的动力学模型,其次通过现场试验对模型的可靠性进行验证,最后对摩擦机构和弹性元件进行刚柔耦合多体动力学分析。研究结果表明:... 基于刚柔耦合多体动力学理论,研究新型摩擦式缓冲装置中摩擦机构和弹性元件的动力学特性。首先构建缓冲装置的动力学模型,其次通过现场试验对模型的可靠性进行验证,最后对摩擦机构和弹性元件进行刚柔耦合多体动力学分析。研究结果表明:动态试验所得结果与现场试验所得数据的最大阻抗力、行程和容量的平均相对误差的绝对值均小于15%,说明该动力学模型具有较高的可靠性,可应用于动态仿真试验;摩擦机构中存在着接触力分布不均和应力集中的现象,弹性元件中外圆弹簧内侧应力是外侧的1.5倍左右。因此,在设计生产和运营维护缓冲装置时,要特别注意摩擦机构和弹性元件的磨耗情况,防止出现磨耗过度以及零件表面开裂等问题。 展开更多

关键词 重载货车 缓冲装置 刚柔耦合多体动力学 动态特性

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多管火箭炮刚柔耦合多体发射动力学仿真研究 被引量：31

2

作者 冯勇 马大为 +1 位作者 薛畅 陈兵 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期545-548,共4页

以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,建立了刚柔耦合多体系统动力学方程;应用ADAMS、ANSYS软件,通过建立ADAMS模型,并在模型中引入柔性定向管,对某火箭炮系统进行了发射动力学仿真和分析,得到了全炮的受力及振动情况,为今后更精... 以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,建立了刚柔耦合多体系统动力学方程;应用ADAMS、ANSYS软件,通过建立ADAMS模型,并在模型中引入柔性定向管,对某火箭炮系统进行了发射动力学仿真和分析,得到了全炮的受力及振动情况,为今后更精确的研究火箭炮的发射过程动力学特性提供了理论参考。 展开更多

关键词 振动与波 刚柔耦合多体动力学 拉格朗日方程 多管火箭炮 发射动力学

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薄壁四点接触球轴承-腕部关节系统接触动力学分析

3

作者 赵宝旭 姚廷强 +1 位作者 钱建伟 赵德春 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第5期870-877,共8页

在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型... 在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性。首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性。研究结果表明:在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好。该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考。 展开更多

关键词 刚柔耦合工业机器人 腕部关节系统模型 薄壁四点接触球轴承 结构弹性变形 振动特性 动态接触 薄壁中空轴-球轴承-基座的刚柔耦合多体接触动力学模型

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控制棒驱动机构步跃提升碰撞的动力学建模 被引量：4

4

作者 陈成 刘锦阳 +1 位作者 许艳涛 谢永诚 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期267-273,共7页

控制棒驱动机构(CRDM)在步跃提升时,钩爪部件会与承压壳体上的提升磁极发生面面碰撞。本文基于混合坐标法建立控制棒驱动机构有限元离散的刚-柔耦合动力学方程,用罚函数法计算了钩爪部件与承压壳体之间的碰撞力和应力分布情况。结果表明... 控制棒驱动机构(CRDM)在步跃提升时,钩爪部件会与承压壳体上的提升磁极发生面面碰撞。本文基于混合坐标法建立控制棒驱动机构有限元离散的刚-柔耦合动力学方程,用罚函数法计算了钩爪部件与承压壳体之间的碰撞力和应力分布情况。结果表明,刚柔耦合多体方法在仿真小变形碰撞时可以提高计算效率,同时又能达到与有限元方法同等的精度。进一步对碰撞模型不同区域的网格疏密和尺寸大小做了定量分析,得到了降低有限元网格数量的方法,可为工程中碰撞模型的网格划分提供参考。 展开更多

关键词 控制棒驱动机构 刚柔耦合多体动力学 接触碰撞 罚函数法 数值仿真

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铁路货车车体疲劳台架试验仿真模拟的关键技术研究

5

作者 赵尚超 王东坡 李向伟 《铁道机车车辆》 北大核心 2022年第3期42-48,共7页

为解决全尺寸车体疲劳试验周期长、成本高等问题,基于刚柔耦合多体动力学理论,依托铁路货车全尺寸车体疲劳试验台架,开展了台架试验仿真模拟关键技术研究。首先建立由虚拟刚性试验台架与柔性车体组成的刚柔耦合多体动力学试验模型,然后... 为解决全尺寸车体疲劳试验周期长、成本高等问题,基于刚柔耦合多体动力学理论,依托铁路货车全尺寸车体疲劳试验台架,开展了台架试验仿真模拟关键技术研究。首先建立由虚拟刚性试验台架与柔性车体组成的刚柔耦合多体动力学试验模型,然后通过侧滚、浮沉等典型工况完成虚拟试验系统的理论验证,最后,将试验的随机驱动载荷作为仿真输入,开展虚拟试验台架上的车体动态响应计算与试验对比。结果表明:车体枕梁加速度仿真与试验结果吻合较好,加速度的频谱形状一致;关键部位动应力仿真结果与试验测试结果波形一致,验证了虚拟试验方法的合理性。该虚拟试验台架模型的建立为提升铁路货车产品疲劳可靠性提供了有力依据。 展开更多

关键词 铁路货车 刚柔耦合多体动力学 全尺寸疲劳试验台

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虚拟道路激励下某双叉臂悬架模态及单轴疲劳性能分析

6

作者 徐磊 张民安 杨秀丽 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第11期106-111,共6页

通过网格划分建立上支臂有限元模型,对某双叉臂悬架上支臂疲劳性能进行探究。模拟强化耐久路况,建立等效虚拟道路,生成载荷时序激励信号。建立多体动力学刚柔耦合系统模型,并进行多体动力学仿真分析。通过对上支臂进行有限元分析,得到... 通过网格划分建立上支臂有限元模型,对某双叉臂悬架上支臂疲劳性能进行探究。模拟强化耐久路况,建立等效虚拟道路,生成载荷时序激励信号。建立多体动力学刚柔耦合系统模型,并进行多体动力学仿真分析。通过对上支臂进行有限元分析,得到上支臂7-12阶固有频率及振型位置,模态频率远高于发动机怠速振动频率,可避免共振发生。发现上支臂应力分布较为均匀,最大应力区域为上支臂与转向节连接位置球铰处。通过Miner疲劳损伤累计法则,得到上支臂疲劳耐久特性。发现最大损伤位置位于与转向节连接区域,最小循环疲劳周期满足工程实际要求。 展开更多

关键词 双叉臂悬架 虚拟道路载荷 有限元分析 刚柔耦合多体动力学 疲劳耐久

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滚动球窝喷管动态性能分析 被引量：3

7

作者 刘文芝 武建新 +2 位作者 薛俊芳 李超超 赵永忠 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期145-151,共7页

为检验极端载荷作用下,固体火箭发动机滚动球窝喷管动态性能及结构设计的正确性,理论计算中,接头内部,用并联非线性弹簧阻尼器,表征滚动体与保持架间的刚性碰撞;用有限元法为数学工具,以阴、阳球的模态柔性描述其弹性,同时引入弹塑性摩... 为检验极端载荷作用下,固体火箭发动机滚动球窝喷管动态性能及结构设计的正确性,理论计算中,接头内部,用并联非线性弹簧阻尼器,表征滚动体与保持架间的刚性碰撞;用有限元法为数学工具,以阴、阳球的模态柔性描述其弹性,同时引入弹塑性摩擦接触变形的数值计算结果,建立滚动体与阴、阳球间的弹性接触模型;充分考虑各构件的重量、转动惯量、材料特性及摩擦,建立系统整机刚柔耦合多体动力学模型。计算得到系统及接头内各主要零部件的运动规律、动态接触力、系统摆心漂移量及瞬时作动力矩。通过与系统冷试车试验所测力矩的对比论证,检验动力学建模方法及计算结果的合理性、正确性。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 滚动球窝喷管 刚柔耦合多体动力学 动态性能 冷试车试验

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大功率风电制动器制动稳定性研究 被引量：2

8

作者 沙智华 薛春燕 +3 位作者 尹剑 刘宇 马付建 张生芳 《中国工程机械学报》 北大核心 2017年第5期389-395,共7页

风电制动器是大功率风力发电机组制动系统中不可或缺的配套装置,其制动稳定性直接影响到风机制动系统的正常运行.基于风电制动器刚柔耦合动力学模型,仿真分析了不同初始制动转速、制动力、制动盘-闸片摩擦系数下大功率风电制动器的振动... 风电制动器是大功率风力发电机组制动系统中不可或缺的配套装置,其制动稳定性直接影响到风机制动系统的正常运行.基于风电制动器刚柔耦合动力学模型,仿真分析了不同初始制动转速、制动力、制动盘-闸片摩擦系数下大功率风电制动器的振动特性.根据影响振动的两个主要因素——加速度变化率和振动动能,得出风电制动器制动稳定性判定方法,并利用该方法对制动器制动稳定性进行了研究.通过风电制动器惯性试验台的试验结果,验证了所建立的风电制动器刚柔耦合模型的准确性,进而间接验证了制动稳定性判定结果的准确性.该研究为大功率风电制动器设计、制动参数匹配优化及制动可靠性分析提供参考. 展开更多

关键词 风电制动器 刚柔耦合多体动力学 制动参数 制动稳定性

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舰载机拦阻着舰机身动态响应仿真分析 被引量：5

9

作者 张晓晴 高华峰 +3 位作者 张闰 朱小龙 何敏 刘晓明 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期8-15,共8页

舰载飞机拦阻着舰过程中,载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受航母运动、气流扰动等条件影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题.文中对某型号舰载无人机建立了舰载飞机-拦阻钩简耦多体动力学模型,根据等质量小车实验数据提出... 舰载飞机拦阻着舰过程中,载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受航母运动、气流扰动等条件影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题.文中对某型号舰载无人机建立了舰载飞机-拦阻钩简耦多体动力学模型,根据等质量小车实验数据提出一种施加拦阻载荷的方法,同时考虑气动载荷的作用,利用ADAMS动力学仿真软件对舰载机拦阻着舰进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,得到了拦阻过程中飞机迅速作低头运动随后保持相对平稳的姿态变化规律、机身纵向过载沿机身从后向前先急剧减少再缓慢增加的传递路径,以及机身应力和应变在与起落架、拦阻钩接位置处较大而其它位置处较小的分布规律.仿真结果表明,这种仿真方法能够高效模拟强非线性复杂载荷耦合下的舰载机着舰过程,为舰载机拦阻着舰全过程研究及机身结构设计提供参考. 展开更多

关键词 舰载飞机 拦阻着舰 刚柔耦合多体动力学 动态响应

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一种新型商用车驾驶室多轴道路虚拟试验研究 被引量：3

10

作者 周松 陈宇 +4 位作者 董红亮 高翔 申娟 周佳 万鑫铭 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1241-1250,共10页

为了提高商用车驾驶室多轴道路模拟试验台的控制精度,精确复现路谱采集信号,提出了一种基于运动学与动力学分析的驾驶室多轴道路虚拟试验台控制策略。依据机构学原理描述了试验台的结构,并进行了运动学分析和计算,利用位姿反解算法及含... 为了提高商用车驾驶室多轴道路模拟试验台的控制精度,精确复现路谱采集信号,提出了一种基于运动学与动力学分析的驾驶室多轴道路虚拟试验台控制策略。依据机构学原理描述了试验台的结构,并进行了运动学分析和计算,利用位姿反解算法及含雅可比矩阵正解算法进行了闭环反馈的自由度解耦。实测驾驶室相关参数并与ADAMS软件相结合建立了驾驶室、部分车架及试验台的刚柔耦合多体动力学模型,创建Femfat-lab、MATLAB/Simulink和ADAMS软件接口进行自适应联合仿真计算,实现了试验台的自由度解耦控制。将多轴虚拟试验台与实车试验内部响应信号相结合,选择信噪比较高的信号为目标信号进行迭代分析,获取实车位置等效位移激励。选取典型的比利时路面载荷谱作为模型输入条件,从而重现与道路试验相结合的真实路谱。研究结果表明,与室内道路模拟试验台架及常规虚拟迭代结果相比,驾驶室采用多轴虚拟试验台的迭代次数明显减少,得到的时域、频域响应信号与目标信号的变化趋势相吻合,且各通道相对误差均方根值(RMS)均小于设定值,迭代精度高,从而验证了所提方法的可行性,为后续驾驶室疲劳寿命预测提供了可靠的载荷谱。 展开更多

关键词 驾驶室 运动学 雅可比矩阵 刚柔耦合多体动力学 解耦控制 虚拟迭代

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舰载机弹射起飞结构动态响应分析方法与应用 被引量：2

11

作者 杨莹 唐克兵 +1 位作者 方雄 姚小虎 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期957-962,共6页

舰载机在弹射起飞过程中,载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受大气扰动、航母运动的影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题。文中建立了舰载飞机-弹射系统简耦多体动力学模型,考虑在舰面摇晃载荷、侧风载荷作用下,利用ADAMS... 舰载机在弹射起飞过程中,载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受大气扰动、航母运动的影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题。文中建立了舰载飞机-弹射系统简耦多体动力学模型,考虑在舰面摇晃载荷、侧风载荷作用下,利用ADAMS动力学仿真软件对舰载机弹射起飞进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,获得弹射起飞过程中飞机机体过载传递路径和应变分布。通过仿真分析与相关文献中试验数据进行对比表明,这种仿真方法能够高效模拟强非线性复杂载荷耦合下的舰载机弹射起飞过程,为舰载机弹射起飞全过程研究及机身结构设计提供参考。 展开更多

关键词 舰载机 弹射起飞 刚柔耦合多体动力学 动态响应

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基于虚拟迭代的装载机后处理支架载荷谱获取方法 被引量：5

12

作者 付春雨 曾超 +2 位作者 刘宏杰 刘伦伦 程市 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第1期17-21,共5页

在对整车或复杂零/部件结构进行疲劳寿命预测分析时,连接位置处的载荷谱获取是一大难点。针对这一难点,设计了试验与仿真相结合的方案:首先进行加速度信号采集试验;然后基于实测悬置软垫的特性参数,利用ADAMS软件建立发动机后处理系统... 在对整车或复杂零/部件结构进行疲劳寿命预测分析时,连接位置处的载荷谱获取是一大难点。针对这一难点,设计了试验与仿真相结合的方案:首先进行加速度信号采集试验;然后基于实测悬置软垫的特性参数,利用ADAMS软件建立发动机后处理系统的刚柔耦合多体动力学模型;最后借助Femfat_Lab与ADAMS软件进行联合仿真,将试验采集到的装载机后处理支架悬置软垫附近加速度信号作为目标响应信号,通过虚拟迭代的方法反求位移激励信号,驱动刚柔耦合多体动力学模型求得连接位置处较准确的载荷谱数据。某型号装载机后处理支架的虚拟迭代结果验证了该方案的合理性与准确性。 展开更多

关键词 载荷谱 刚柔耦合多体动力学模型 后处理支架 虚拟迭代

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滚动球窝喷管运动性能分析

13

作者 刘文芝 任毅斌 +2 位作者 刘仲民 庞明思 赵永忠 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期352-354,共3页

某固体火箭发动机滚动球窝喷管运动过程中,其接头内部和阴球、阳球及支撑体在滚动体的接触碰撞作用下,运动及受力、变形状态复杂,无法试验测量,是系统结构设计和功能发挥的关键问题。为解决系统运动性能,模拟热试车试验,采用单方程湍流... 某固体火箭发动机滚动球窝喷管运动过程中,其接头内部和阴球、阳球及支撑体在滚动体的接触碰撞作用下,运动及受力、变形状态复杂,无法试验测量,是系统结构设计和功能发挥的关键问题。为解决系统运动性能,模拟热试车试验,采用单方程湍流模型计算喷管内流场,得到系统推力;建立系统刚柔耦合多体动力学模型,计算分析系统及接头内部主要构件的运动规律、接触应力及变形。在预研阶段,以检验系统结构设计和运动性能的合理性,同时为机械类固体火箭发动机推力向量控制系统的研制提供更实用和可行的理论分析方法。 展开更多

关键词 滚动球窝喷管 接头 计算流体动力学 刚柔耦合多体系统动力学 运动性能

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