主轴轴承作为高速精密机床主轴的核心支承部件,其振动性能对整个机床的加工精度、效率至关重要。然而,因高速工况下轴承设计不足,难以有效解决因振动引起的加工精度下降及设备寿命缩短等问题。以某特定型号的角接触球轴承为研究对象,建立滚动轴承动力学分析模型,开展轴承结构参数和工况条件对高速精密机床主轴轴承的振动特性研究,并设计搭建试验台,进行轴承的振动试验验证。结果表明增大内圈沟曲率半径系数会增大振动加速度级,增大外圈沟曲率半径系数会使其减小;外圈沟曲率半径系数对轴承振动加速度级变化的影响更显著;通过设定合理的径向载荷、轴向载荷及内圈转速范围,可降低角接触球轴承的振动加速度值;试验结果表明轴承加速度级的理论分析与试验值之间的误差为8.33%,验证了仿真模型的精确性。

为保障煤矿井下运输安全,减少井下人工搬运,进一步提升搬运机器人的井下运输效率至关重要。针对该现状提出一个具有六自由度液压机械臂的搬运机器人机械结构设计方案。利用SolidWorks软件建立液压机械臂的仿真模型,并采用ADAMS软件对机械臂关节角速度进行动力学仿真,最后进行计算对比。由仿真结果总结得出该方案机械臂结构设计具有合理性。

针对国内编组站驼峰的人工摘钩问题,设计了一种双机械臂协同作业的关节型列车自动摘钩机器人。在SolidWorks软件中建立列车摘钩机器人的三维模型,并将模型导入ADAMS软件进行动力学仿真,得到机器人摘钩机械臂的摘钩大臂和摘钩小臂的位置和力矩曲线。在试验室进行摘钩机械臂的阶跃响应试验以及提钩杆空载和负载200 N的摘钩试验。试验结果表明摘钩机械臂具有良好的运动性能,在阶跃试验中,摘钩大臂的上升时间为0.62 s,超调量为0.08‰;摘钩小臂的上升时间为0.35 s,超调量为0.04‰,二者的超调量小,动作平稳。在带负载的摘钩过程中,当负载力在设计范围内,机器人能顺利完成摘钩动作。

针对目前管道清理的需求设计一款由多个模块构成的蠕动式管道清洗机器人。该机器人由前、后支撑模块和清洗模块组成,各模块之间相互配合实现机器人的前进及清洗工作。其中前、后支撑模块通过滚珠丝杠电机连接,是机器人管道内前进的动力来源;清洗模块在机器人前进的过程中始终处于工作状态,实现对管道内壁的清洗。通过对机器人进行不同工况下的受力分析,分析其越障能力、爬坡能力和牵引能力以及影响因素,计算得到理论最大越障高度、爬坡角度和牵引力;通过在ADAMS中建立虚拟样机模型,对机器人进行了动力学仿真验证,得到了动态性能稳定的管道清理机器人结构。

磁流变液弹减振器由磁流变阻尼隔振单元和磁流变弹性体隔振单元两部分组成,阻尼和刚度可调。将磁流变液弹减振器用于车辆发动机悬置,引入PID控制、模糊控制、模糊PID控制以及天棚控制策略,以降低发动机振动向车体的传递。建立发动机减振动力学模型与天棚控制动力学模型,以发动机激振力与路面不平度作为扰动输入,用MATALAB软件进行仿真。仿真表明,相对于被动悬置,添加控制策略的磁流变液弹减振器有着良好的减振效果。

重型燃气轮机是能源高效转换与清洁利用系统的核心动力装备。为确保重型燃气轮机的安全、稳定运行,以双连杆型进口导叶(IGV)系统为研究对象,进行分析建模与故障仿真研究。首先,对IGV系统进行机理分析,建立了液压驱动部分和机械传动部分的动力学模型。其次,基于模块化建模方法,在Simulink中搭建了非线性IGV系统仿真模型,并将IGV仿真模型输出与燃机电厂IGV历史运行数据进行对比。最后,对典型故障进行故障机理分析,分别建立了各类故障的动力学模型,并在Simulink中搭建了故障仿真模型。仿真结果表明,所建IGV系统模型能准确反映IGV角度跟随负荷的变化,与电厂实际运行数据一致;IGV系统故障模型与故障机理分析基本符合,具有较高的准确性。建模与故障仿真具有良好的研究前景,为燃气轮机IGV系统的动态分析和故障诊断提供了重要技术参考。

针对目前国内旱地移栽机存在栽植机构复杂和栽植效率低的问题,设计了一种新型错列链夹式移栽机栽植机构,通过建立一个周期内栽植器的动力学模型,得出各阶段栽植器的位移与速度方程,并利用Solidworks建立栽植机构的三维模型,之后将三维模型导入ADAMS中,将栽植器的运动方程与ADAMS的运动轨迹作对比,满足栽植器各个阶段的运动方程,其次通过搭建小型实验台试验得到主动轮的转速在34~38r/min时栽植效果最好,栽植合格率为95.7%,主动轮转速、株距的实验结果与仿真结果相对应,且满足链夹式移栽机的株距、深度要求,与传统栽植机构相比这种栽植机构不仅结构简单,制造成本低,还能有效的实现零速投苗,安装错列链夹式栽植机构的移栽机,不仅栽植稳定,而且提高了栽植效率。

文章通过ADAMS软件对某型号叉剪式液压升降机运动学和动力学仿真分析,得到升降机工作过程中上平台的位移、速度、加速度变化曲线,及实际载重下液压缸推力与上、下滚轮组铰接点受力曲线。该虚拟样机仿真结果与实际工况一致,可作为计算液压系统流量和压强,进行强度分析与结构优化设计的参考和依据。

针对再制造挖掘机载荷数据不足,导致疲劳研究受阻的问题,提出了一种试验与动力学仿真相结合的方法。首先选取某型号的反铲液压挖掘机作为研究对象,依据严格规范的试验过程,测出挖掘机在挖掘过程中各个参数（液压缸位移以及推力大小）的变化情况;然后将计算所得的铲斗齿尖最大挖掘阻力和测试所得的各液压缸位移作为输入,采用ADMAS软件模拟仿真整个挖掘过程,进而得到挖掘机主要铰点的受力变化曲线。最后对仿真与测试结果进行检验,最大误差范围在5%以内,可见该方法有效可靠,研究得出的结果为工作装置进行疲劳寿命研究以及轻量化设计提供有效的载荷谱。

通过对现有某车用液压阻尼器的实验研究和车辆悬架系统动力学仿真研究,发现这种阻尼器的动力学特性存在复杂的非线性行为.为准确描述这类阻尼器的动力学特性和进行汽车悬架系统的动力学仿真研究,本文根据阻尼器的实验数据,提出一种新型四段线性化阻尼器模型,并建立其相应的数学模型.通过汽车悬架系统的动力学仿真研究表明,采用四段线性化阻尼器模型,汽车悬架系统簧载质量在不同路面不平度函数作用下的加速度响应和均方根加速度响应随频率变化不会出现大的波动.与等效线性化阻尼器模型相比,四段线性化阻尼器模型,能较好降低汽车悬架系统簧载质量的加速度响应和均方根加速度响应,有利于提高汽车乘坐舒适性和行驶稳定性,并为新型阻尼器设计提供一个新的思路.