铁路运输在当今的大宗货物运输中起着重要作用。敞车车体是货车的主要组成部件,所以对其进行强度和可靠性评估就显得尤为重要。对敞车车体进行了有限元建模,根据TB/T 1335—1996标准确定载荷工况,通过ANSYS对其进行了不同工况下的静强度与自由模态计算;基于ANSYS/PDS模块,利用蒙特卡罗法对车体等效应力最大工况进行了静强度可靠性及灵敏度分析。结果表明车体的静强度指标满足许用要求;模型在频域上表现正常;许用应力对其静强度的可靠性影响最大。

机器人协作工作空间是机器人领域的研究热点,但同时也是技术难点。首先以集合形式给出了协作工作空间的定义,基于蒙特卡洛法分别得到主、从机器人工作空间的点云模型;分析了求交集法提取协作空间点的不足,并给出一种通过计算点与点距离并加入一定阈值的判断方法,有效的提取到了协作空间内的点云;运用α-Shape算法分别处理单机器人工作空间与协作工作空间点云数据,对工作空间进行了三维重建,同时给出了基于体积值的参数α的确定方法,并基于此获得了较好的重建效果。最后以六自由度转动关节机器人为例进行了计算和分析,验证了方法的有效性,为指导机器人协作相关技术奠定了重要的理论基础。

研究中厚板材的大范围跨度和无突变性焊接的关键技术,以保证液压支架的焊接效率、精度和质量。这里以工业用6DOF焊接机器人SR165为研究对象,基于D-H参数建模方法对焊接机器人SR165的正、逆运动学进行求解,采用蒙特卡罗法分析了该机器人的有效工作空间,利用MATLAB工具箱对其手腕末端点(TCP)进行工作空间云图、角位移、角速度和角加速度仿真。仿真结果满足该焊接机器人的运动学要求,为该类机器人的空间规划,轨迹规划、动静力学分析和运动控制等提供了参考依据。

提出了一种简单的折线超弹性模型来描述SMA(Shape Memory Alloys)的力学特性,将其利用在等价线性化方法中,对SMA超弹性系统在随机激励下的响应进行了预测,预测结果和数值模拟方法的结果进行了对比,有较好的计算精度.该方法为解析方法,计算效率高,便于工程使用.

评定模型的非线性和不可微给空间直线度最小二乘评定结果不确定度的估计带来困难，由空间直线度最小二乘评定模型出发，参照ISO国际测量不确定度表示指南，对影响不确定度估计的一些因素加以简化，推导了不确定估计公式。根据测量数据将推导公式估计结果与蒙特卡罗法运算的结果进行比较，结果表明采用本方法与蒙特卡罗方法获得的结果相符合，且本方法所用时间较少。

利用准直激光、单轴倾角仪和CCD摄像机建立了一种俯仰角组合测量系统以提高俯仰角测量的精度和稳定性。首先，给出了俯仰角组合测量模型，基于坐标旋转算法和迭代方法研究了俯仰角的组合测量原理。然后，采用蒙特卡罗法对影响组合测量系统精度的各个因素进行了全局灵敏度分析。结果表明，与目前工程测量中普遍采用的倾角仪直接测量俯仰角法相比，组合测量法能够获得更高的测量精度和稳定性。利用高精度三轴转台进行的俯仰角测量实验表明：±8°测量范围内，组合测量法误差绝对值最大为0．3mrad，标准差为0．16mrad。理论分析和实验结果证明，提出的组合测量法有效地提高了俯仰角测量精度和稳定性，适合工程上的测量需要。

液压锚杆钻车作业时,需准确控制钻架钻头在工作空间中的朝向及其与巷道壁面之间的角度、距离等,对钻臂调整能力有极高要求。目前对液压锚杆钻车自动定位及自主路径规划的研究较少。针对上述问题,提出一种液压锚杆钻车钻臂路径规划方法。以CMM2−36型矿用液压锚杆钻车整机工作参数和钻臂结构为基础构建钻臂三维模型,在Matlab平台进行仿真模拟。采用连续路径规划方案,针对基于三次多项式插值法的钻臂关节角规划方法不能保证钻臂在始末位置的加速度为0的问题,采过五次多项式插值法对钻臂关节角进行规划。以巷道顶板为例,在顶板上设置32个钻孔定位点,设计了3种路径规划方案并进行对比分析,得出“工”字形路线距离最短,轨迹最合理。结合运动学理论构建D−H坐标系,对钻臂进行正逆运动学求解,采用蒙特卡罗法求解了液压锚杆钻车钻臂理论最...

以某公司的液压随动臂为研究对象,建立改进型D-H坐标系,通过运动学正解方程求解了液压随动臂末端执行器的三维工作空间。根据蒙特卡罗方法和极值理论求解压裂作业井口高度处的工作面,研究了在固定停车误差下,液压随动臂臂长对停车距离和工作宽度的影响规律。结果表明,在固定停车误差下,当前大臂长度大于等于后大臂长度时,随着液压随动臂前大臂的加长,停车距离等斜率增大,工作宽度基本不变;随着液压随动臂后大臂的加长,停车距离基本不变,工作宽度等斜率变宽。在此基础上,提出了通过设定合理接口高度,缓解两臂臂长差值较大的方法。研究结果可为液压随动臂优化设计提供理论参考。

转向梯形机构对轮胎磨损、转向力和转向半径都有重要的影响,基于平面投影和空间运动学分析方法,结合矿用汽车整体式转向梯形机构的特点和工作特性进行建模分析,搭建转向梯形机构的平面运动数学模型和包括前轮定位参数、考虑车身侧倾和轮胎侧偏特性在内的空间运动学的数学模型,以转向过程中外侧车轮实际转角与理论转角误差平方和最小为目标函数,应用MATLAB软件完成了转向梯形机构的优化设计,确定了转向机构的设计参数。将蒙特卡罗的方法用于带有加工误差的转向梯形机构的求解,保证了转向过程中转向轮转角的精度。

以双臂机器人为研究对象,进行工作空间分析。首先,使用D-H法对双臂机器人建立连杆坐标系并求解正运动学方程;然后,基于蒙特卡罗法求解了三维工作空间,沿Z轴方向分层;其次,按角度划分法和极值理论提取了工作空间边界点;最后,采用最小二乘法对边界点进行了曲线拟合。结果表明,使用MATLAB仿真,工作空间边界点提取效果较好,拟合曲线误差较小,双臂协作空间较大,为进一步的动力学分析、轨迹规划和运动控制提供了参考。