在撬装式压缩机设备的运行过程中,其传动机构在短时间内出现数次失效,文中针对断轴事故中SWC150BH型十字轴万向联轴器进行断裂失效分析。首先,运用ANSYS Workbench软件建立包括法兰叉头、十字轴总成在内的万向联轴器的有限元静力学模型,进行静强度校核及自由模态分析。然后,运用动力学分析软件RecurDyn建立联轴器刚柔体耦合动力学模型,进行刚柔耦合分析。通过仿真分析与理论计算的对比,找出万向联轴器断裂失效原因,为万向联轴器设计制造提供参考依据。

针对目前扑翼驱动机构无法以简单结构实现复杂仿生运动问题,由空间四杆机构出发,引入柔性杆件设计思路,设计了一种柔性空间扑翼驱动机构。在单驱动条件下,实现了翅翼的扑动-扭转-挥摆耦合运动。建立了机构的运动学和气动力计算模型,求解了机构在运动过程中扑动角、扭转角、挥摆角以及翅翼所受的气动力变化。根据机构特性,在Adams中建立了考虑动力学特性与机构强度的刚柔耦合模型,分析了机构的运动轨迹、运动特性及柔性杆件的应力变化情况。结果表明,该驱动机构具有运动对称性与稳定性,翅翼实现了扑动-扭转-挥摆的耦合仿生运动,同时又满足了柔性机构的强度设计要求。

采用有限单元法建立了飞机舵机系统的刚柔耦合动力学模型,对舵机的负载输出特性进行了分析,同时利用Fluent软件对某翼型在低速下的气动参数进行仿真计算,并将计算结果导入舵机模型中,对舵机在特定马赫数下由舵偏角变化导致的负载力矩改变时的输出特性进行分析。结果表明,气动载荷的作用会减小舵机的静态输出能力,但轴向力的增加可以显著提高舵机系统的机电耦合效率,从而弥补当舵面发生较大转角时铰链力矩对舵机输出特性产生的负面影响,也进一步验证了该舵机系统完全可以满足小型飞机的应用需求。

导弹发射时分离姿态是影响导弹顺利分离和载机安全的重要因素之一[1]。通过ADAMS软件建立了简易的导弹发射装置模型,利用刚柔耦合的机构设计仿真导弹分离的姿态变化过程,得到导弹分离的俯仰角变化曲线。在模型演算结果成立的基础上,变更设计参数—导弹弹射的行程、发射装置自身的材料设计配比,并得到了相应的俯仰角变化曲线。根据相应的变化结果,得到了导弹弹射俯仰角速度变化规律,并给出了弹射行程设计、材料选取等建议。

以高精度RV-80E减速器为研究对象,针对其结构特点,利用ADAMS多体动力学仿真软件建立RV减速器的刚柔耦合模型,并验证了模型的正确性。同时利用刚柔耦合模型设计了几组不同误差的仿真样机,通过仿真分析了不同误差因素对整机传动精度的影响。通过不同的组合误差因素,得出正等距+负偏移距或负等距+正偏移距的误差组合可以有效地减小传动误差对整机传动精度的影响,最后通过实验研究,得出了影响第二级传动误差过大的主要因素,为RV减速器的生产制造提供了一定的理论依据。

针对传统轴向柱塞液压马达转动惯量大、浪费能量且物理样机试验成本高的特点,提出一种圆柱凸轮柱塞液压马达设计方案,并进行虚拟样机仿真试验。基于RecurDyn和AMESim仿真软件分别建立圆柱凸轮马达的3D动力学模型和1D液压模型;利用HyperMesh软件生成轴的有限元柔性体,建立圆柱凸轮马达刚柔耦合动力学模型;其次,借助RecurDyn和AMESim软件间接口技术,实时共享动力学模型和液压模型间的关键参数信息,实现虚拟样机仿真试验。通过仿真分析,得到圆柱凸轮液压马达轴的动态应力应变曲线,并验证圆柱凸轮马达的工作原理和相关特性,为圆柱凸轮液压马达的特性分析、结构优化和物理样机的试制及应用提供参考。

为了准确预测TY-2工程专用自卸车车架的疲劳寿命，提出了一种基于整车道路试验结合模态应力恢复的车架疲劳预测方法。基于有限元和试验模态分析，建立整车刚柔耦合动力学模型，并通过模型驾驶室地板加速度曲线与实车路试时采集的驾驶室地板振动加速度曲线进行对比验证了动力学模型的准确性。根据实际道路试验获得真实的激励输入，通过多体动力学仿真结合模态应力恢复理论，复现了柔性体车架所受的载荷信息。运用疲劳寿命分析方法预测了车架的疲劳寿命。结果表明该分析方法预测的疲劳寿命与工程自卸车实际情况吻合，对于车架结构的优化改进具有一定的参考价值。

为利用虚拟样机技术预测挖掘机高压轴向柱塞泵的各项性能，基于AMESim和Virtual．Lab开展液压系统建模、一维与三维刚柔耦合联合仿真建模、缸体的系统级疲劳分析以及柱塞泵的辐射噪声分析，得到流量和压力特性曲线、缸体疲劳损伤结果以及各场点的声压曲线，为开展优化设计提供参考．

结合多柔体动力学理论和ADAMS、ANSYS软件，建立动车组刮雨器关键部件柔性体的刚柔耦合运动学、动力学数学模型，基于虚拟样机仿真的力学参数导入动力学模型，形成了刚柔耦合仿真模型。分析了四连杆急性回转特性在1个周期内角速度方向改变2次所产生的瞬间冲击力对整体系统的影响，结果表明，当转动板连杆重合和共线状态时，角速度及角加速度变化特性和关键部件强度均满足设计要求，同时刚柔耦合联合仿真的方法为后续产品设计和优化提供了理论依据。

用机械系统动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS相结合的方法建立液压挖掘机刚柔耦合虚拟样机并对液压挖掘机刚柔耦合模型进行了运动仿真通过动力学仿真分析研究了液压缸在复合挖掘过程中的受力情况及各铰接点处的受力变化。