为了研究六足机器人在不同地形环境下的运动性能,利用CREO三维建模软件生成了一款六足机器人三维实体模型,并导入ADAMS虚拟样机软件获取样机动力学模型。通过建立平地、沟壑以及梅花桩地形虚拟环境对其进行直线行走仿真分析与非结构路面行走步态仿真分析,获取六足机器人在不同运动形式下质心位移、足端受力、各关节转矩等参数随时间的变化曲线,验证了六足机器人结构设计的合理性以及运动的可能性,为六足机器人实物样机的研制提供了理论依据。

内燃捣固镐是一种输出高频冲击运动的小型养护机械,广泛应用于铁路养护作业。国内对捣固镐的设计理论研究较少,尤其是对冲击系统的运动特性、状态量变化以及冲击内筒结构参数与冲击能输出关系研究不足。通过建立冲击机构气动系统的数学模型,并利用AMESim软件建立捣固镐运动模型进行仿真计算,获得冲击系统状态量变化曲线及运动特性曲线。仿真结果显示,在此运动系统中,冲击内筒响应速度非常快,与压气活塞有一致的运动频率,作业时性能十分稳定。与理论计算结果进行对比,验证了AMESim仿真模型具有较高的可靠性。使用仿真软件中的多参数批处理功能分析内筒直径和内筒质量对捣固镐输出的影响,并使用MATLAB R2018b绘制图像,得到了内筒直径、内筒质量的最优参数范围。该研究方法和结论可为同类产品结构设计及性能改进提供理论依据。

针对电梯轿顶护栏的强度特性问题,给出了不同规格等边角钢的护栏结构设计方案,基于有限元法对设计的护栏按照欧洲EN81-202014标准进行强度分析,对不符合强度要求的方案给出了改进设计方案,详细分析了增加筋板及横栏、立栏的变化对护栏强度性能的影响。结果表明,护栏强度与护栏设计总质量正相关;增加筋板不能改善护栏的横向抗弯刚度,但能显著改善纵向抗弯刚度;立栏顶部区域容易发生塑性变形,提高立栏角钢规格可以减小应力;缩短横栏长度,可显著提高护栏的强度性能。

为了快速完成铁路货车转向架构架的虚拟疲劳试验,提出了一种采用LMS平台基于UIC510-3标准的疲劳试验仿真方法。首先对转向架构架进行有限元建模,依据UIC标准确定边界条件;其次通过模拟在超常载荷工况下的静态承载载荷,对其结构静强度进行评价;最后模拟车辆在主要运营工况下的动态循环载荷,运用LMS平台进行疲劳试验仿真及评价。计算结果表明该转向架构架具有良好的抗疲劳性能,其疲劳性能满足设计要求。该方法对轨道交通装备的疲劳性能的预测有较好的应用价值。

针对应用于工厂物料运输的差速驱动AGV,在实际工作中轨迹跟踪控制将会受外界干扰等因素的影响,提出了一种自适应模糊滑模轨迹跟踪控制律。首先建立了差速驱动AGV的数学模型;然后针对AGV运动学模型设计了Backstep?ping方法控制律,得到虚拟控制速度;针对其动力学模型设计了以力矩为控制输入的自适应模糊滑模控制律,使得其能够对虚拟速度进行跟踪,其中利用模糊系统的万能逼近特性,逼近滑模控制器的切换部分来避免滑模控制的抖振现象;采用Lyapunov稳定性理论分析证明了控制系统的稳定性。最后仿真试验表明了所设计的控制律能有效的跟踪参考轨迹。

针对传统的矿用运输机故障诊断精度不高的问题,提出了一种改进的DPNN神经网络故障预测模型。首先采用PSO-LM组合算法对DPNN神经网络参数进行优化,得到最优参数;其次考虑到矿用运输机故障数据实时更新的特点,引入网络权值更新算法对预测模型进行自动更新;最后以某实验室矿用运输机故障数据为基础,运用MATLAB建立故障预测模型,并对数据进行仿真训练。结果表明,基于网络权值更新的改进DPNN神经网络模型无论是预测精度还是迭代次数,都要明显优于PSO-DPNN模型和PSO-LM-DPNN模型,验证了该预测模型的有效性,具有一定的工程实践价值。

准确的短期负荷预测能够减少发电机组停机备用和旋转备用,其预测效果直接影响电网的安全稳定和经济效益。针对BP神经网络初值敏感、易陷入局部最优的缺点,提出了一种改进人工蜂群算法优化BP神经网络的负荷预测方法。首先融合负荷数据与温度、湿度等天气数据并进行高斯滤波处理,再采用搜索位置更新实现人工蜂群算法的改进,利用其算法完成BP网络权值和阈值的优化,最后建立用于短期负荷预测的优化模型,并通过实例进行仿真验证。结果表明该改进预测模型与传统BP算法相比预测精度及收敛速度均有大幅提高,具备工程实用价值。

采用有限元软件ABAQUS6.14对压电多层膜悬臂梁进行了仿真模拟,在自由端受集中载荷下,预测薄膜结构对悬臂梁曲率半径和自由端及中心固定端等效应力的影响。结果表明自由端受到的载荷越大,则各层所对应的自由端和中心固定端的等效应力越大,而中性层曲率半径则越小。薄膜厚度越厚,自由端和固定端各层的等效应力越小,而各层的中性层曲率半径越大。同时将数值解与解析解进行比较,以验证有限元模型的正确性。仿真结果与解析解吻合良好,为后续MEMS微悬臂梁器件的结构优化和加工工艺提供可靠依据。

利用HyperMesh软件对混合动力客车进行静态分析和模态分析,使用相对灵敏度的方法筛选出对客车刚度和客车模态影响小但对质量影响大的构件,将其厚度作为设计变量,以客车质量最小、扭转刚度最大为目标对客车进行多目标优化,并对比优化前后模型的结构性能。分析结果表明,在各项性能变化不大,在满足设计要求的条件下,客车车身骨架质量减少259kg,轻量化程度达到10.67%,取得了较大的轻量化效果,同时说明了客车骨架结构轻量化设计方案的有效性。

针对以往研究中焊接接头模型存在力学性能突变的缺点,借助有限元分析软件建立材料力学性能连续变化的焊接接头力学模型,并对所建立模型的裂尖力学场进行分析。结果表明,所采用的焊接接头力学模型更能反映焊接接头裂尖力学场与焊接接头硬度分布关系,可为分析核电含裂纹焊接接头断裂问题提供依据。