全电/多电飞行器舵机传动系统由电动舵机、传动机构、舵面以及控制系统所组成,其性能对飞行器的动态飞行品质和控制精度具有重要影响。根据电动舵机(EMA)结构组成,建立其系统动力学方程,并基于AMESim软件通过图形化建模方式建立其动力学模型。基于Virtual.Lab Motion软件建立传动机构动力学模型,此模型考虑了含间隙非线性接触碰撞效应、构件弹性变形和舵面负载等因素的影响。基于Coupled主从耦合联合仿真方式,建立舵机传动系统联合仿真模型。基于综合性能实验台开展了舵机扫频实验,并与仿真结果进行对比。结果表明仿真结果与实验结果误差较小,验证了舵机传动系统联合仿真模型的正确性。

冲压空气涡轮(Ram Air Turbine,RAT)是飞机的应急能源系统,在正常情况下,回收在RAT舱内,当飞机主能源系统失效时,RAT接受释放信号,通过作动筒将涡轮投放至气流中开始工作,为飞机提供应急液压能/电能,从而保证飞机的可操控性。通过虚拟样机技术,在ADAMS环境中,建立RAT虚拟样机模型,对RAT的展开、启动、稳态性能、动态调速性能等进行了仿真分析。在ANSYS环境下对RAT的主要支撑部件进行柔性化处理,运用ADAMS/Flex模块,建立虚拟样机的刚柔耦合仿真模型,对产品展开过程中主要支撑部件进行动态强度仿真计算。

设计了一种可用于盾构机土仓内的机器人末端工具换接装置,对其中的切换模块和锁紧模块进行了受力分析,用NX10.0软件建立了换接装置的三维实体模型,采用ANSYS与ADAMS软件联合仿真方法建立换接装置的刚柔耦合模型,并进行动力学仿真分析,得到锁紧钢球的运动曲线及危险节点的应力变化曲线,验证了该换接装置的可行性和合理性。

针对大型焦炉推焦装置在推焦过程中工作部件推焦杆经常出现振动,可能影响推焦装置工作稳定性、降低焦炭成品率甚至对焦炉造成破坏等问题,采用通过刚柔耦合动力学模型分析来确定振动激励源的方法,以推焦装置为研究对象,应用多软件联合仿真建立了推焦装置刚柔耦合模型,通过实验测试振动信号对仿真模型进行了验证,并进而通过动力学仿真得出推程中推焦杆振动主要是由于滑靴与炭化室地面存在摩擦引起的,获得了随着动摩擦系数的减小,推程中推焦杆的振动加速度均方根值变小,振动明显减弱等规律。研究结果可为推焦装置后续减振及优化设计提供重要参考。

基于多体动力学软件UM建立了CRH2型车的多刚体模型,并将构架考虑成柔性体替换多刚体模型的刚体构架,建立CRH2型车的刚柔耦合模型。分析了车辆在通过曲线时多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型的动态特性。计算了车辆在不同曲线半径、不同曲线超高、不同长度缓和曲线下多刚体模型和刚柔耦合模型各项安全性指标的差异。仿真表明,一定程度增大曲线半径、提高曲线超高、增加曲线长度有利于提高曲线通过的安全性,并且刚柔耦合模型比多刚体模型有更好的曲线通过性能,建议分析曲线通过性能时考虑构架柔性因素。

传统的转弯操纵机构管路较长,减摆的灵敏度较低,且转弯控制阀的结构复杂、体积较大,对于空间较小的无人机不利。文中构建了一种集转弯和减摆功能为一体的电传式刚柔耦合四连杆转弯操纵机构,分析了其减摆性能,并给出了一种转弯传动比的分析方法在CATIA环境下,对四连杆转弯机构建模,并进行运动仿真分析,根据仿真结果得到了转弯机构传动比与转弯角度的关系曲线。

介绍了一种新型4-UPS-UPU五自由度并联坐标测量机机构该测量机机构定平台通过4个结构完全相同的驱动分支UPS(虎克铰-移动副-球副)以及另一个驱动分支UPU(虎克铰-移动副-虎克铰)与动平台相连接。协同利用CAD、CAE和可视化虚拟样机技术完成对4-UPS-UPU并联坐标测量机的刚柔耦合动力学性态研究。在SolidWorks中建立该测量机三维实体模型在ANSYS中对测量机实体模型中的驱动杆件进行柔性化处理最终在ADAMS中建立了测量机刚柔耦合虚拟样机。对该测量机运动输出响应、驱动杆动应力和固有频率等动力学性态进行了仿真分析。仿真结果表明:驱动杆件的弹性变形对测量机的动力学性能具有重要影响该刚柔耦合虚拟

为求解起重机突然卸载冲击液压防后倾装置的动态响应问题,提出一种液压防后倾装置特性建模方法。将液压防后倾装置简化为变阻尼缓冲模型,对模型的管路特性和插装阀特性分别进行理论分析,建立描述液压防后倾装置缓冲特性的一般方法。通过系列特性试验,分离缓冲力中的阻尼力分量,辨识出描述液压防后倾装置阻尼特性的参数。将液压防后倾装置模型作为随速度变化的虚拟力集成入起重机刚柔耦合模型中,构成起重机虚拟样机模型。通过起重机卸载冲击仿真,获得描述卸载载荷和阻尼力关系的仿真曲线,通过起重机防后倾试验,验证了仿真模型的准确性。这一试验建模方法为准确求解一类弹性结构与液压缓冲系统之间的复杂动力学响应提供参考。

为了降低水果采摘的技术难度与成本,设计研制了一种基于振动频率控制的高枝水果采摘机械装置。在该装置的机构学分析和理论计算基础上,确定了以锥齿轮和曲柄滑块机构为主的传动设计方案,通过将直流电机输出转矩转化为树枝的往复振荡来实现水果采摘。利用线性弹簧模拟树枝振荡过程,设计创建了基于刚柔耦合形态的等效力学模型;并通过运动学、动力学仿真分析,验证了样机结构的合理性与可靠性。现场采摘试验结果表明,该装置具有良好的实用性和水果采摘效能。为水果采摘机械的创新设计和实践应用提供了重要技术参考。

在运动学分析的基础上,运用RecurDyn软件建立三叉杆滑移式万向联轴器刚柔耦合动力学仿真模型,深入分析了传动元件滑杆的接触应力随输入轴和输出轴夹角、转动频率、负载等参数的变化规律。在此基础上,基于应力时间历程寿命计算准则对三叉杆滑移式万向联轴器进行疲劳寿命预测。研究结果为进一步分析三叉杆滑移式万向联轴器的动力学特性和润滑特性打下基础,为其结构设计和推广应用提供依据。