针对无心车床加工时主轴系统的振动导致加工精度不足的问题,该文以无心车床主轴系统为研究对象,考虑了实际加工中存在的棒料s弯问题,建立了主轴系统动力学模型,并在simulink中进行了动力学分析,得到了主轴在径向1(x向),径向2(y向),轴向(z向)振动信号。通过对主轴参数轴承游隙的改变来观察主轴x方向,y方向,z方向振动的变化趋势,以及改变轴套磨损量来观察主轴z方向的振动变化趋势。分析结果表明,主轴在三个方向上的振动z向最大。最后将试验信号与模型信号进行对比分析,振动实验值与理论值的误差均在5%以内,所得实验结果与模型结果基本一致,z向振动最大,可通过调整主轴参数来提高加工精度,验证了所建立模型的准确性。

为了提高墙面抹灰机的抹灰质量,对抹灰机工作状态时振动压实的动力学特性进行了研究。对抹灰机的工作装置在振动压实时的工作状态进行简化与分析,建立了抹灰机-灰浆系统动力学模型;通过建立数学模型求得系统传递函数,利用matlab simulink通过对抹灰机在不同激励下的振动压实进行仿真;设定一个灰浆压实程度的量化指标,研究了多组参数下各参数对灰浆压实效果的影响。研究结果对抹灰机振动参数优化与提高抹灰机的墙面抹灰质量具有重要的理论指导意义。

为了提高智能车辆路径跟踪的精度,改善其行驶稳定性,提出了一种基于线性时变模型预测控制原理的路径跟踪控制器。对智能车辆进行动力学模型简化、三自由度动力学建模,对非线性动力学模型做线性化处理,获得线性时变状态方程,离散化得到离散方程和预测方程,考虑质心侧偏角、路面附着系数、轮胎侧偏角等约束条件,优化目标函数并转化求解方式为二次规划。基于MATLAB/Simulink和Carsim联合仿真平台,分别对直线路径和双移线路径跟踪进行仿真,结果表明,该路径跟踪控制器对目标路径有较好的跟踪效果。

针对动力学建模过程中转子质量分配对轴承-转子系统振动响应的影响,提出了一种多盘转子质量分配方法,该方法通过将转子质量分配在多个转盘上模拟实际转子质量分配情况。首先基于能量法建立含有故障轴承的轴承-转子系统的动力学模型,使用龙格库塔(Runge-Kutta)方法求解动力学方程,得到模拟振动信号。然后再将转子质量分配给不同数量和位置的转盘,对轴承-转子系统的振动响应进行仿真研究,并在仿真结果中将驱动端的外圈故障信号与实验信号进行比较,验证了模型与方法的有效性。

为研究盘式刹车装置对其固联齿轮的影响建立了二者耦合动力学模型,模型中考虑了对齿轮运行过程有较大影响的时变啮合刚度,齿侧间隙和摩擦力,轮齿拍击带来的刚度摩擦变化,并考虑盘式刹车装置的变摩擦系数。之后以某急刹工况进行仿真,仿真结果显示,刹车过程中齿轮低速状态会出现非正常啮合状态,并会加剧轴端振动。之后使用与仿真模型参数相同的实验台进行同工况刹车实验,实验结果表明急刹过程低速状态时齿轮轴端振动加剧,盘式刹车系统会给齿轮带来影响。

针对空间机械臂动力学建模复杂、无法实时解算的困难,提出了基于铰接体惯量法的空间七自由度漂浮基机械臂正、逆动力学建模方法。为了实时地解算机械臂运动情况,推导了基于铰接体惯量法的正向动力学方程,实现了O(n)次高效率计算;利用空间矢量的牛顿-欧拉逆向动力学方程,结合动量守恒定理,建立了基于铰接体混合动力学理论的自由漂浮空间机械臂的逆向动力学方程,并基于逆动力学方程建立了机械臂位置控制系统。在MATLAB中建立了漂浮基七自由度机械臂动力学模型及其仿真系统,并在SimMechanics中搭建了机械臂物理模型与仿真系统,两个系统的仿真结果验证了所建动力学模型的准确性。

针对风电叶片静力加载试验过程中牵引支架滑轮与钢丝绳易出现过度磨损问题,采用虚拟样机模型与正交试验相结合的方法来研究钢丝绳-滑轮在风电叶片静力试验中的磨损规律,进一步完成对其参数的优化匹配。采用虚拟样机技术建立钢丝绳滑轮卷绕过程的动力学模型,模拟仿真得到滑轮表面接触应力;结合正交试验,选取滑轮D_1表面压应力作为试验指标,结合极差分析与方差分析对全部仿真试验的结果进行数据分析,表明滑轮槽底直径对滑轮表面磨损影响最为显著,进而筛选出钢丝绳滑轮的最优结构参数组合;对这组优化参数进行数值仿真,仿真结果表明当滑轮直径为330 mm、滑轮槽底直径为31 mm、钢丝绳偏角为3°时得到滑轮表面应力为6.09 MPa,此时试验指标值最小,验证了正交试验结果的准确性,对之后整体牵引支架的优化设计具有指导意义。

石材叉装车作为一种新型工程机械，需要具有较大的举升力和较强的运输性能，同时必须能够适应复杂的作业环境。由于现代矿山开采中叉装车的工况与装载机截然不同，因此传统的将装载机铲斗直接换成货叉的设计方法，使叉装车的举升性能未能得到较大的提升，不能满足使用要求。为获得结构合理、举升性能良好的叉装车工作装置，建立了工作装置动力学模型并分析比较了动臂液压缸铰接点水平和竖直位置变化对工作装置运动特性的影响规律，选取了动臂油缸最优铰接点位置。仿真结果表明，在同样举升30 t荒料的工况下，工作装置动臂液压缸最大压力减小了5 MPa，实现了叉装车性能的优化，为叉装车工作装置参数优化提供了依据。

针对超磁致伸缩作动器(GMA)输出位移有限的问题,设计一种基于液压位移放大GMA系统,用于驱动列车主动悬架减振运动。采用Matlab数值仿真方法,建立液压放大GMA系统动力学模型与列车主动悬架动力学模型,以美国六级轨道高低不平顺作为输入激励,对比研究被动悬架与GMA系统主动悬架的减振性能。仿真结果表明,GMA系统主动悬架具有较好的减振效果,尤其是车体浮沉振动最大位移幅值从4.568mm减小到2.173mm,大大降低了车体振动幅值,改善了列车行驶的平顺性。

汛期的堤防加固以及公路建设与维护的打桩作业，由机械设备代替人力进行打桩作业是技术上的一次长足进步。针对打桩设备作业效率低、自重大及劳动强度大等缺陷，研发便携式液压打桩机用于防汛抢险、高速公路及铁路护栏建设等领域的打桩作业将促进行业发展。在简化条件下，通过建立便携式液压打桩机打桩过程的动力学模型，分析了动力学模型系统的加速度以及打桩过程中桩身周面摩擦力与桩端土壤阻力对沉桩的影响。得到基频与加速度的关系，土壤阻力对打桩机的影响，为研发便携式液压打桩机产品样机奠定良好的理论基础。