一种基于变恢复系数的接触碰撞力模型 被引量：9

1

作者 王旭鹏 张艳 +2 位作者 吉晓民 马尚君 佟瑞庭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期198-202,共5页

为了有效描述机械系统中的接触-碰撞现象,在考虑材料屈服强度和初始碰撞速度的基础上,提出一种变恢复系数模型,进而建立了一种改进的、变恢复系数的接触-碰撞模型;随后,分别以轴-轴承、球-球以及平面曲柄滑块机构为例,通过大量数值模拟... 为了有效描述机械系统中的接触-碰撞现象,在考虑材料屈服强度和初始碰撞速度的基础上,提出一种变恢复系数模型,进而建立了一种改进的、变恢复系数的接触-碰撞模型;随后,分别以轴-轴承、球-球以及平面曲柄滑块机构为例,通过大量数值模拟和实验测试,以及二者间的对比分析,对改进模型的有效性、准确性进行了验证。研究结果表明,改进的模型能够更加准确的描述间隙铰链处的接触碰撞效应,以及间隙铰链对机械系统动态特性的影响规律。 展开更多

关键词 变恢复系数 接触碰撞力模型 间隙铰链 动态特性

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牛顿碰撞恢复系数评价下的碰撞力研究进展 被引量：8

2

作者 王旭鹏 林文周 +2 位作者 刘更 马尚君 佟瑞庭 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第10期1526-1533,共8页

为了辨识间隙铰链处碰撞力的适用范围,更加准确地描述机械系统中普遍存在的碰撞现象及其对机械系统动态特性的影响规律,以牛顿碰撞恢复系数作为评价指标,以间隙铰链处轴、轴承间的碰撞和恢复过程为例,在不同恢复系数下和碰撞力模型下进... 为了辨识间隙铰链处碰撞力的适用范围,更加准确地描述机械系统中普遍存在的碰撞现象及其对机械系统动态特性的影响规律,以牛顿碰撞恢复系数作为评价指标,以间隙铰链处轴、轴承间的碰撞和恢复过程为例,在不同恢复系数下和碰撞力模型下进行数值模拟及对比分析。研究发现,不同碰撞恢复系数下各模型碰撞过程的最大碰撞力、最大变形量及实际碰撞恢复系数差异较大。因此,实际选择碰撞力模型时应依据碰撞初始条件和材料特性等进行综合考虑。 展开更多

关键词 间隙铰链 碰撞力模型 恢复系数 机械系统

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多体系统动力学碰撞问题研究综述 被引量：81

3

作者 董富祥 洪嘉振 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期352-359,共8页

对近年来多体系统碰撞动力学研究进展进行了评述,包括碰撞动力学建模理论、数值算法和实验方面的进展情况.根据各自不同假设条件将建模方法分为冲量动量法、连续碰撞力模型和基于连续介质力学的有限元方法,比较了各种建模方法在碰撞过... 对近年来多体系统碰撞动力学研究进展进行了评述,包括碰撞动力学建模理论、数值算法和实验方面的进展情况.根据各自不同假设条件将建模方法分为冲量动量法、连续碰撞力模型和基于连续介质力学的有限元方法,比较了各种建模方法在碰撞过程描述和数值性态方面的优势和局限性;对碰撞动力学实验在非接触式测量方面取得的最新进展进行了介绍,总结了实验对以上建模理论的验证研究,展示了实验研究方面的一些新发现.最后基于工程实际的需求提出多体系统碰撞动力学面临的新挑战. 展开更多

关键词 多体系统动力学 碰撞 冲量动量法 连续碰撞力模型 有限元方法 实验研究

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剑杆织机打纬凸轮接触碰撞力建模与仿真 被引量：3

4

作者 魏展 金国光 +2 位作者 李博 宋艳艳 路春辉 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期154-159,共6页

针对剑杆织机打纬凸轮副接触碰撞建模及仿真验证比较困难的问题,探讨便捷有效的接触碰撞力建模方法。首先,基于L-N接触碰撞模型,在现有接触碰撞力混合模型的基础上,改进并建立适用于打纬凸轮系统的接触碰撞力模型,进而对碰撞力及碰撞变... 针对剑杆织机打纬凸轮副接触碰撞建模及仿真验证比较困难的问题,探讨便捷有效的接触碰撞力建模方法。首先,基于L-N接触碰撞模型,在现有接触碰撞力混合模型的基础上,改进并建立适用于打纬凸轮系统的接触碰撞力模型,进而对碰撞力及碰撞变形进行求解;其次,应用瞬态碰撞分析软件ANSYS/LS-DYNA并配合可视化软件LS-PrePost,对模型计算结果进行仿真验证;在验证结果的正确性后,分别计算碰撞初速度和碰撞点曲率半径对碰撞力和变形量的影响程度。结果表明:碰撞初始速度和凸轮曲率半径都会对碰撞过程动态响应产生影响,但碰撞初速度对系统碰撞力和碰撞变形量影响更为明显。 展开更多

关键词 剑杆织机 打纬凸轮 接触碰撞力模型 碰撞变形 碰撞初速度

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含关节滚动轴承的多体系统碰撞动力学研究 被引量：4

5

作者 许立新 李永刚 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期246-251,共6页

为能深入揭示多体系统外部碰撞作用与关节滚动轴承动态载荷变化规律之间的映射关系,基于多体动力学理论、Hertz接触理论及连续碰撞力模型,提出一种可描述含关节滚动轴承多体系统碰撞动力学行为的建模方法。基于该方法,以含深沟球轴承的... 为能深入揭示多体系统外部碰撞作用与关节滚动轴承动态载荷变化规律之间的映射关系,基于多体动力学理论、Hertz接触理论及连续碰撞力模型,提出一种可描述含关节滚动轴承多体系统碰撞动力学行为的建模方法。基于该方法,以含深沟球轴承的曲柄滑块机构及具有弹性支撑的目标刚体组成的碰撞多体系统为分析对象,深入探讨该类复杂非连续动力学系统动态响应。研究表明,碰撞作用不仅对系统宏观动力学性态产生影响,同时导致关节滚动轴承运动副等效约束反力及轴承各滚动体载荷发生突变。 展开更多

关键词 多体动力学 滚动轴承 HERTZ接触 连续碰撞力模型

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间隙铰链对平面机构碰撞动力学特性影响分析 被引量：10

6

作者 王旭鹏 刘更 +2 位作者 马尚君 佟瑞庭 薛艳敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第17期74-78,共5页

为了研究间隙铰链对机构动态性能的影响,建立了一种含轴向尺寸的线接触碰撞铰模型,在此基础上提出一种改进的非线性法向碰撞力模型和修正的切向库伦摩擦力模型,以平面含间隙铰链曲柄滑块机构为研究对象,通过不同间隙值下的滑块加速度、... 为了研究间隙铰链对机构动态性能的影响,建立了一种含轴向尺寸的线接触碰撞铰模型,在此基础上提出一种改进的非线性法向碰撞力模型和修正的切向库伦摩擦力模型,以平面含间隙铰链曲柄滑块机构为研究对象,通过不同间隙值下的滑块加速度、间隙铰链处接触力、加速度频谱以及速度-加速度相图分析,研究了间隙值对机构碰撞动力学特性的影响规律。研究结果表明:间隙会导致机构动态性能出现明显的振荡现象,且随着间隙值的增大,振荡加剧、振荡幅值上升,但振荡频率降低;同时,在间隙铰链的影响下,机构动态特性呈现出非线性现象,且间隙越大,非线性现象越明显。 展开更多

关键词 非线性碰撞力模型 间隙铰链 碰撞动力学

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含间隙运动副机构的动力学特性研究 被引量：23

7

作者 王旭鹏 刘更 马尚君 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期110-115,共6页

为了研究含间隙运动副机构的动力学特性的影响,综合考虑转动副轴向尺寸、材料非线性系数以及碰撞过程能量损耗等因素,建立了一种改进的非线性接触碰撞力模型,同时提出了一种用于描述间隙处摩擦作用修正的库伦摩擦模型。以曲柄滑块机构... 为了研究含间隙运动副机构的动力学特性的影响,综合考虑转动副轴向尺寸、材料非线性系数以及碰撞过程能量损耗等因素,建立了一种改进的非线性接触碰撞力模型,同时提出了一种用于描述间隙处摩擦作用修正的库伦摩擦模型。以曲柄滑块机构为研究对象,将上述接触碰撞力模型和摩擦力模型嵌入系统动力学模型中,进行动力学仿真分析,研究不同间隙、驱动载荷及摩擦系数对机构动力学特性的影响,并将仿真结果与试验测试数据进行对比分析。结果表明:基于改进的非线性接触碰撞力模型、修正的库伦摩擦力模型仿真计算结果,与实验结果吻合较好,能够准确、有效地描述含间隙运动副机构的动态特性。 展开更多

关键词 运动副间隙 接触碰撞力模型 摩擦力模型 动力学特性

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单面碰撞TMD及其桥梁涡激振动控制研究 被引量：14

8

作者 王修勇 胡仁康 +2 位作者 邬晨枫 王文熙 陈宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期169-174,共6页

单面碰撞调谐质量阻尼器(SS-PTMD)是一种新型减振装置,通过惯性力和黏弹性碰撞进行结构减振,针对SS-PTMD动力性能、碰撞力模型与验证、SS-PTMD桥梁节段模型涡振控制等开展了理论与试验研究。根据质量块单边运动受限和碰撞的特点,获得了S... 单面碰撞调谐质量阻尼器(SS-PTMD)是一种新型减振装置,通过惯性力和黏弹性碰撞进行结构减振,针对SS-PTMD动力性能、碰撞力模型与验证、SS-PTMD桥梁节段模型涡振控制等开展了理论与试验研究。根据质量块单边运动受限和碰撞的特点,获得了SS-PTMD的动力特性;开展了钢-黏弹性材料碰撞试验,提出了碰撞力模型,根据试验数据识别了碰撞力模型参数,并验证了碰撞力模型;通过1∶40桥梁节段模型涡激振动风洞试验,发现+7°风攻角下出现了明显的涡激振动,根据简谐力涡激力模型识别了模型气动参数;采用仿真分析评估了SS-PTMD控制桥梁涡激振动的效果,在质量比2%及最大涡振振幅风速条件下的减振效率达到87%;通过风洞试验研究了SS-PTMD涡激振动控制效果,在质量比2%及最大涡振振幅风速条件下的减振效率达到92%;理论分析和试验结果表明,SS-PTMD对桥梁涡激振动具有很好的减振效果。 展开更多

关键词 单面碰撞式调谐质量阻尼器 碰撞力模型 桥梁 涡激振动 振动控制

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基于虚拟样机技术的仿生六足机器人的动力学研究 被引量：7

9

作者 张杨 韩宝玲 罗庆生 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第3期145-147,共3页

利用Pro/E生成仿生六足机器人的三维实体模型,并将其导入ADAMS,建立起机器人的虚拟样机动力学模型。利用传动比和传动效率反求出电机实际输出的转矩和转速特性的数据点,最后通过拟合出的曲线与电机的机械特性曲线比较验证了电机选型的... 利用Pro/E生成仿生六足机器人的三维实体模型,并将其导入ADAMS,建立起机器人的虚拟样机动力学模型。利用传动比和传动效率反求出电机实际输出的转矩和转速特性的数据点,最后通过拟合出的曲线与电机的机械特性曲线比较验证了电机选型的合适性。研究成果既为开展仿生六足机器人机械传动部件的有限元分析奠定了基础,也为实现仿生六足机器人的实时精确控制创造了条件。 展开更多

关键词 仿生六足机器人 碰撞力模型 动力学仿真 机械特性曲线 曲线拟合

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漂浮基空间柔性机械臂在轨捕获碰撞分析 被引量：2

10

作者 贾庆轩 洪训超 +1 位作者 陈钢 张龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期187-195,共9页

针对漂浮基空间柔性机械臂执行抓捕任务过程中的碰撞问题,提出了一种当机械臂末端与目标物发生碰撞时分析系统响应的方法。首先,运用悬臂梁模型和假设模态法建立了考虑臂杆空间柔性变形时空间柔性机械臂的运动学模型;然后,以赫兹阻尼模... 针对漂浮基空间柔性机械臂执行抓捕任务过程中的碰撞问题,提出了一种当机械臂末端与目标物发生碰撞时分析系统响应的方法。首先,运用悬臂梁模型和假设模态法建立了考虑臂杆空间柔性变形时空间柔性机械臂的运动学模型;然后,以赫兹阻尼模型模拟软接触碰撞过程,结合拉格朗日方程建立了系统碰撞动力学方程,并推导了关节处于自由和完全受控两种状态时在末端激励下系统的响应方程;最后,通过数值仿真实验分析了机械臂关节处于特定状态下,在末端与目标物产生碰撞接触时漂浮基空间柔性机械臂的响应。数值仿真结果表明空间柔性机械臂在执行在轨捕获任务时,由于接触碰撞产生的碰撞力可能会很大,关节承受力矩甚至可能超过其物理承受极限,同时由于碰撞冲击产生的臂杆位于运动平面内和垂直于运动平面的柔性变形大小相当,在研究柔性机械臂的碰撞响应时应当同时考虑。 展开更多

关键词 空间柔性机械臂 悬臂梁 假设模态法 连续碰撞力模型 振动分析

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单面碰撞TMD的减振性能分析与试验 被引量：2

11

作者 王修勇 胡仁康 +1 位作者 郭皓君 李欣 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1987-1992,I0010,I0011,共8页

根据质量块单面碰撞的特点,得到了SS-PTMD的动力特性;开展黏弹性材料自由碰撞试验,根据试验数据识别了碰撞力模型参数,验证了碰撞力模型的可靠性;设计了可改变频率的单自由度结构的试验模型,开展了减振试验。仿真分析表明:调谐时在自由... 根据质量块单面碰撞的特点,得到了SS-PTMD的动力特性;开展黏弹性材料自由碰撞试验,根据试验数据识别了碰撞力模型参数,验证了碰撞力模型的可靠性;设计了可改变频率的单自由度结构的试验模型,开展了减振试验。仿真分析表明:调谐时在自由振动阻尼比由0.1%增加到3.66%时,在简谐激励下的减振率达到95.1%;在频率失谐时(-11.6%)自由振动阻尼比可达到1.71%,在简谐激励下减振率达到94.6%。采用试验分析评估了结构在自由振动、简谐振动的控制效果,分析表明:调谐时在自由振动阻尼比由0.1%增加到3.52%,在简谐激励下的减振率达到95.6%;在频率失谐时(-11.6%)自由振动阻尼比可达到1.43%,在简谐激励下减振率达到95.3%。理论仿真分析和试验结果表明:SS-PTMD能够有效控制自由振动和简谐激励下结构的振动。 展开更多

关键词 单面碰撞调谐质量阻尼器 碰撞力模型 自由振动 简谐振动 减振试验

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含多球铰间隙并联机构动力学建模与响应分析 被引量：2

12

作者 陈修龙 张昊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1397-1405,共9页

为了分析多个球铰间隙对并联机构动力学响应的影响,本文以3-SPS-S空间并联机构为研究对象,在Flores法向接触力模型和改进的Coulomb摩擦力模型的基础上,推导出球铰间隙处的碰撞力模型。采用Lagrange乘子法建立了含多个球铰间隙的并联机... 为了分析多个球铰间隙对并联机构动力学响应的影响,本文以3-SPS-S空间并联机构为研究对象,在Flores法向接触力模型和改进的Coulomb摩擦力模型的基础上,推导出球铰间隙处的碰撞力模型。采用Lagrange乘子法建立了含多个球铰间隙的并联机构动力学模型。利用Matlab软件,通过四阶Runge-Kutta解法求解此模型,分析球铰间隙如何影响机构的动力学响应,并应用ADAMS软件虚拟样机仿真。研究表明:球面副间隙对动平台角加速度和间隙处的碰撞力影响较大,且间隙数量越多,机构稳定性越差。本文为考虑多个球铰间隙并联机构刚体动力学模型的建立和响应分析提供理论依据,对准确的预测和控制含球铰间隙机构的动力学特性具有重要意义。 展开更多

关键词 并联机构 多球铰间隙 LAGRANGE乘子法 动力学模型 碰撞力模型 四阶Runge-Kutta法 动力学响应 虚拟样机仿真

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空间连杆引纬机构的刚柔耦合磨损分析 被引量：1

13

作者 李博 刘旭柠 +3 位作者 郭杰 胡凯 畅博彦 魏展 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期186-192,共7页

为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模... 为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模;其次选取空间连杆为柔性化对象,综合Ansys与Adams分析,对空间连杆引纬机构进行刚柔耦合动力学仿真;最后将系统的动态仿真响应结果与Archard模型相结合,求解运动副磨损情况。结果表明:柔性构件可以有效缓解机构间隙碰撞的冲击作用,间隙为0.15 mm条件下,剑头加速度振荡最大幅值缩减53.2%;当间隙升至0.5 mm后,虽磨损范围大幅增加,但间隙磨损深度并未随之大幅提升。 展开更多

关键词 引纬机构 接触碰撞力模型 Coulomb摩擦力模型 刚柔耦合磨损 空间连杆

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