针对回转式飞剪机的工作特性,提出采用多体动力学仿真和试验方法以提高飞剪机的剪切速率。建立基于多体动力学和瞬态动力学的飞剪仿真模型;通过仿真计算得到飞剪机运行过程中的运动轨迹,并分析不同转速下整机的动态响应;利用电测方法对飞剪机进行振动试验,验证仿真模型的可靠性;最后,引入S形加减速曲线理论对工作曲线进行优化。结果表明优化后的工作曲线使得飞剪机的振幅减小40%,减少了冲击;同时,还使得剪切周期缩短,有效提高了剪切速率,并保证了剪切精度。

该文针对变电站检修工作环境设计一款液压驱动的剪叉升降平台,该平台为对称结构,工作平台为U型结构,可同时容纳2人进行检修工作。为通过虚拟样机技术对该升降平台进行结构分析与优化,首先在SolidWorks中建立该升降平台3D模型,并将其转化为Parasolid文件导入多体动力学仿真软件RecurDyn中,在RecurDyn中建立该升降平台动力学模型,进行动力学仿真求解,通过后处理分析获得液压缸推力曲线、剪叉臂及其连接轴受力状况,为后续结构优化提供参考。

基于Andrews的轴承间隙动力学模型，推导了不同工况下轴承应力的计算公式，并在摆锤碰撞试验台系统上进行了仿真，并编写了仿真软件。为了验证本文模型的有效性，把仿真结果与没有考虑轴承间隙时的仿真数据以及试验数据进行了对比，表明基于轴承间隙的仿真模型更接近于试验结果。本文中的间隙模型也可用于其他机械系统的动力学仿真。

由于垂起固定翼无人机结构复杂,无论是采用数值模拟得到其非定常气动力还是采用单刚体建模方法建立其动力学模型都较为困难。为了解决该问题,通过CFD数值模拟机翼翼型的迟滞环线,引入无人机俯仰运动所产生的迟滞效应,通过ONERA方程建立无人机垂起改平飞过程的非定常气动力模型,最终基于多体动力学,将无人机划分成机翼、机身、旋翼、舵面的多刚体系统,通过凯恩方程推导并建立无人机动力学模型,通过数值仿真可以发现:多体动力学的方法适用于这类结构复杂无人机的建模,引入机翼的迟滞环对无人机的俯仰运动起阻尼作用;引入非定常气动力与未引入非定常气动力相比垂起速度存在8%的差异,垂起改平飞过程结束时两者上升速度存在40%的差异。

在300吨以上大型矿用液压挖掘机的研发中,其关键结构部件设计和液压系统动力选配都离不开挖掘阻力等相关数据,缺乏挖掘机作业时的挖掘阻力,是目前国内大型液压挖掘机正向开发的瓶颈之一。本文结合某重工企业研发600吨大型正铲液压挖掘机的项目,基于多学科联合仿真,采用多体动力学软件ADAMS、离散单元法软件EDEM等相关仿真软件,研究大型正铲液压挖掘机挖掘阻力的数值模拟计算方法,并对挖掘阻力进行分析,为企业正向开发提供设计依据。

根据某项目需求,需设计一台液压升降台。为保证该设计方案可行性和安全性,需对设计方案进行仿真验证。采用刚体动力学仿真及有限元分析技术,从多角度对模型转台关键机构进行仿真计算模拟,得到各构件的运动数据及受力特性,确保该升降台机构设计方案的可行性和安全性。借助西门子Simcenter 3D仿真平台建立升降台动力学仿真模型,以实际负载和运行速度为边界条件,对模型进行充分计算。对升降台关键部位进行柔性体设置,创建动态耦合模型,对薄弱部位仿真分析,计算刚度与强度校核,为驱动部件选型以及薄弱点改进设计提供参考依据。

为提高油田修井作业效率,降低工人劳动强度,针对修井作业需求和管柱的对中性要求,提出一种修井自动液压钳设计方案。对液压钳的极限工况和事故工况进行有限元分析,结果表明:结构刚度和强度均满足设计要求,高应力区主要分布于导轨连接板以及导轨与导轨托板的焊缝处。基于ADAMS研究液压钳的多体动力学特性,着重分析拉簧对钳头和液压缸的动力学性能的影响,结果表明:在钳头与安装架之间增加拉簧可有效降低液压缸所受的冲击载荷和冲击次数,提高工作寿命。

针对索式火箭回收着陆系统中摩擦缓冲装置的缓冲能力和调节能力有限的问题,提出了一种基于最小二乘法和系统动力学特性的液压缓冲装置反问题设计方法。该方法通过对液压缓冲装置中控制阀凸轮外形和储能器初始压强的设计来调节着陆火箭运动学特性,使火箭按照特定的运动学特性在有限的缓冲位移内减速至静止稳定且缓冲加速度最小。对索式火箭回收着陆系统建立精准高效的多体动力学模型,并针对不同的工况进行仿真校验。仿真结果表明根据所提反问题设计方法设计的索式火箭回收着陆系统能够按照特定的运动学特性减速缓冲着陆火箭,具有较强的减速缓冲能力;针对不同质量和着陆位置偏差的着陆火箭,具有自动调整液压阻力保持火箭相同的运动学特性的能力。

针对工程机械回转机构能耗大的问题,分析了四配流窗口轴向柱塞液压马达实现回转执行机构能量回收方法的原理。物理样机实验对泄漏和内部接触应力研究存在一定困难,且样机试制成本高、周期较长。鉴于以上情况,提出一种机液耦合仿真分析实验方法。通过AMESim和RecurDyn共同联合搭建仿真平台,得到四配流窗口轴向柱塞马达对应于不同工况下柱塞副、滑靴副间的的瞬态应力应变。仿真结果表明,四配流窗口轴向柱塞马达结构设计合理,并验证了联合仿真方法的可行性,为后续结构改进优化提供参考依据。

为探究列车车轮旧扁疤对轮轨冲击的影响规律,建立了考虑柔性轮对的高速动车刚柔耦合模型和有限元扁疤损伤接触模型。分析了不同位置分布的单或双扁疤对轮轨冲击的影响,以避免车辆运行状态下发生跳轨冲击,保证运营安全,并为高速动车组安全运行时车轮损伤限值确定提供依据。分析结果表明:旧单扁疤产生的轮轨垂向冲击力随车速的增大先增大后减小,在100 km/h处达到峰值;速度为100~200 km/h时,当双扁疤间隔70°以下时,第一旧扁疤对第二旧扁疤有增益作用,当间隔70°以上时,增益明显减少,可视作独立扁疤;当车轮存在长度为30 mm的双扁疤时,车轮发生跳轨后最大冲击应力可以达到1059 MPa。