基于計算機(jī)仿真技術(shù)新型半主動懸架建模及動力學(xué)分析

基于MATLAB的臂架型起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析

棱柱桿侵徹巖土的動力學(xué)分析——首先建立了計算撞擊力的剛體一流體撞擊模型和計算靶體變形的法向膨脹理論。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)動量定理和功能守恒定律，建立了棱柱桿侵徹巖土?xí)r的動力學(xué)模型。采用龍格一庫塔方法對這些非線性動力學(xué)方程進(jìn)行數(shù)值求解。由這些非線性...

以某3100teu巴拿馬型集裝箱船為例,建立集裝箱船體全船結(jié)構(gòu)三維有限元動力學(xué)分析的計算模型,對船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行實特征值、有阻尼瞬態(tài)響應(yīng)的計算分析;采用lanczos方法計算特征值;采用模態(tài)方法進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析。分析結(jié)果表明,該船在運營過程中容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動,需要對駕駛甲板的側(cè)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改設(shè)計,但其振動強度在總體上是可以接受的。

以輪式wz30-25型液壓挖掘裝載機(jī)為實例,基于多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論,在三組反鏟機(jī)構(gòu)液壓缸的運動作用下,研究了挖掘裝載機(jī)整機(jī)系統(tǒng)在鏟斗斗齒切向產(chǎn)生的挖掘力響應(yīng)。在斗桿液壓缸挖掘和鏟斗液壓缸挖掘兩種工況下,進(jìn)行了挖掘力響應(yīng)分析。在各工況下,影響挖掘力的重要參數(shù)有很多,包括液壓系統(tǒng)的壓力、液壓缸的尺寸、各液壓缸間的相互作用力、整機(jī)穩(wěn)定性和地面附著性能。將推導(dǎo)這些因素和最大挖掘力之間的函數(shù)關(guān)系。

為更好地提高某防爆車座椅的平穩(wěn)性,對比研究了線性被動懸架、天棚控制下的半主動懸架的動力學(xué)性能。在建立2種懸架的動力學(xué)模型和天棚控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用adams與matlab/simulink聯(lián)合仿真,獲得座椅的庫侖阻尼力(fr)時域響應(yīng)曲線、懸架系統(tǒng)的單位階躍時域響應(yīng)曲線、座椅相對于車身的相對位移時域響應(yīng)曲線。對比結(jié)果表明:相對于線性被動懸架系統(tǒng),天棚控制下的懸架系統(tǒng)在振幅上有了很大的改善,懸架處于穩(wěn)定狀態(tài)時被拉伸的長度減小,大大提高了整個懸架的平順性;同時,整個系統(tǒng)的超調(diào)量也減小,調(diào)節(jié)時間相應(yīng)地縮短了一些,并增加了整個懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsns)容易被惡意攻擊的問題,引入獎勵因子與懲罰因子,提出一種wsns防御系統(tǒng)與惡意節(jié)點的博弈模型。通過對模型的量化分析,計算出博弈雙方的收益函數(shù),根據(jù)復(fù)制動態(tài)原理,進(jìn)行演化動力學(xué)分析。給出博弈雙方的演化穩(wěn)定策略,揭示攻防雙方策略選擇的規(guī)律,為wsns防御機(jī)制設(shè)計提供理論參考。數(shù)值實驗驗證了演化穩(wěn)定策略命題的正確性和獎勵因子、懲罰因子的有效性。

針對需要考慮構(gòu)件變形的特殊情況,完全把模型當(dāng)做剛性體系統(tǒng)來處理則不能達(dá)到精度要求,還必須把模型的部分構(gòu)件做成可以產(chǎn)生變形的柔性體來處理,以模仿其真實情況,這對提高系統(tǒng)的精度,尋找應(yīng)力集中位置,提高機(jī)械的可靠性具有重大意義。結(jié)合機(jī)械動力學(xué)分析軟件adams和有限元前后處理軟件hyperworks聯(lián)合進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析。以蝸輪蝸桿為例,剛?cè)狁詈戏治龅慕Y(jié)果與剛體動力學(xué)分析結(jié)果對比,柔性體蝸桿角加速度、位移更符合實際情況。且分析所得應(yīng)力值和云圖可以為其設(shè)計提供精確的參考。

運用非線性有限元法,采用三維殼單元shell93和空間梁單元beam189,利用耦合和約束理論,在ansys中建立金屬軟管的有限元模型,對金屬軟管進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)有限元分析,得到金屬軟管在一個周期內(nèi)的阻尼迴滯曲線以及動態(tài)響應(yīng),并將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行比較,證明了有限元建模及其計算結(jié)果的正確性,為金屬軟管的力學(xué)性能和動態(tài)設(shè)計分析以及將來的壽命分析的研究提供了參考。

針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsns)節(jié)點間信任關(guān)系建立時的信任決策和動態(tài)演化問題,引入與節(jié)點信任度綁定的激勵機(jī)制,建立wsns節(jié)點信任博弈模型以反映信任建立過程中表現(xiàn)出的有限理性和每次博弈過程的收益.基于演化博弈論研究節(jié)點信任策略選擇的演化過程,給出wsns節(jié)點信任演化的復(fù)制動態(tài)方程,提出并證明在不同參數(shù)條件下達(dá)到演化穩(wěn)定策略的定理,為wsns信任機(jī)制設(shè)計提供了理論基礎(chǔ).實驗表明了定理結(jié)論和激勵機(jī)制的效果.

基于有限元分析技術(shù),建立臂架的有限元模型,在ansys軟件中對履帶起重機(jī)的起臂過程進(jìn)行動力學(xué)分析.用link180單元模擬變幅拉板,利用其在溫度載荷下的變形特性,通過設(shè)置相關(guān)的線性熱膨脹系數(shù)和溫度載荷,使單元長度勻速縮短,帶動臂頭,完成起臂控制.以位移約束的方法代替常規(guī)載荷約束的方法,解決了起臂過程模擬中,由于拉板力大小和方向隨時間不斷變化,無法定義載荷步的問題.ansys軟件結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析模塊中含有瞬態(tài)分析模塊,可對履帶起重機(jī)起臂的動態(tài)過程進(jìn)行模擬和有限元分析,為實際的履帶起重機(jī)起臂調(diào)試過程提供參考.

為解決水力機(jī)械流固耦合計算中載荷傳遞的問題,提出了一種新的界面模型。該模型包括流場載荷輸出、載荷轉(zhuǎn)換和固體場載荷自動施加三部分。流場載荷輸出算法通過輸出控制僅輸出耦合界面上的流場網(wǎng)格節(jié)點壓力信息,可以縮短下一步搜索時間并節(jié)省存儲空間;載荷轉(zhuǎn)換方法基于局部網(wǎng)格信息,對每個固體點考慮其相鄰的流場三角形網(wǎng)格,采用鄰近點加權(quán)平均法得到固體點的載荷,并將載荷轉(zhuǎn)換的信息放在映射矩陣;固體場載荷自動施加算法根據(jù)固體網(wǎng)格節(jié)點排列順序確定壓力載荷施加表面,并生成壓力載荷施加的命令流文件。最后將該模型應(yīng)用于雙吸離心泵葉輪的流固耦合特性分析中,結(jié)果表明,載荷轉(zhuǎn)換誤差在1%以內(nèi),該方法能夠高效、高精度地處理不同網(wǎng)格體系間的載荷傳遞。

本文利用ｄ’ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了單桿柔性機(jī)械的動力學(xué)方程，并用模態(tài)展開法對其進(jìn)行了離散化。最后，給出了計算機(jī)模擬結(jié)果。為進(jìn)一步開展多桿柔性機(jī)械臂動力學(xué)分析其控制打下了基礎(chǔ)。

萊鋼燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)原風(fēng)箱伸縮節(jié)為石棉伸縮節(jié),壽命短、阻力損失大,改造為不銹鋼波紋管伸縮節(jié)后,阻力損失大大降低,不但延長了使用壽命,還節(jié)約能源。本文對改造前后的阻損進(jìn)行了定量計算,指出了大流量系統(tǒng)中管路設(shè)計應(yīng)盡可能降低阻損。

橋式起重機(jī)在起吊過程中,結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性復(fù)雜。以主梁薄弱截面(跨中)為研究對象,運用結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論,從橋式起重機(jī)起吊過程的特征出發(fā),將起吊過程簡化為二質(zhì)量二自由度系統(tǒng),并確立系統(tǒng)主要參數(shù)。運用該模型建立起吊過程各階段系統(tǒng)的運動微分方程。最終求解得出起吊過程跨中的動位移時間函數(shù),通過動位移時間函數(shù)得出預(yù)張緊階段結(jié)束時間和最大動位移值。最后以某起重機(jī)為實例驗證了動力學(xué)分析結(jié)論。

通過對顎式破碎機(jī)動力學(xué)的研究,發(fā)現(xiàn)將顎式破碎機(jī)簡化成四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析不能準(zhǔn)確的解決動力學(xué)問題。以各構(gòu)件的實際情況進(jìn)行分析,加上工況下的破碎力建立動力學(xué)數(shù)學(xué)模型,運用matlab編程求解,得出各約束反力最大值等,所得數(shù)據(jù)為顎式破碎機(jī)的后續(xù)優(yōu)化提供了依據(jù)。

本文利用ｄ＇ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了單桿柔性機(jī)械的動力學(xué)方程。并用模態(tài)展開法對其進(jìn)行了離散化。最后，給出了計算機(jī)模擬結(jié)果，為進(jìn)一步開展多桿柔性機(jī)械臂動力學(xué)分析其控制打下了基礎(chǔ)。

基于植物葉脈自然選擇的結(jié)構(gòu)優(yōu)越性,構(gòu)建葉脈的數(shù)字化模型,研究其組織結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。選取具有典型耐候性和清晰葉脈結(jié)構(gòu)的荷花玉蘭葉脈進(jìn)行葉脈組織結(jié)構(gòu)三維多孔模型的構(gòu)建,通過圖像閾值分割方法對組織結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖進(jìn)行處理,采用基于狄洛尼三角剖分的面積權(quán)重方法對閾值分割后的二值圖片進(jìn)行網(wǎng)格化,形成組織結(jié)構(gòu)的數(shù)字化模型;采用有限元法對葉脈橫截面多孔組織進(jìn)行拉伸模擬和沖擊仿真。結(jié)果表明,葉脈最外緣的區(qū)域?qū)θ~脈組織力學(xué)性能的貢獻(xiàn)最大,而具有細(xì)胞壁厚度呈梯度變化的葉脈模型在小位移情況下對能量吸收表現(xiàn)出良好的優(yōu)越性,其沖擊破壞過程是依層進(jìn)行的。

針對柔性并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)振動及控制問題,提出在并聯(lián)機(jī)器人的柔性構(gòu)件上附加多組成對的壓電換能器進(jìn)行振動測量和主動振動控制的方法。首先,設(shè)計了基于直線超聲電機(jī)驅(qū)動的3-prr(p代表移動副,r代表轉(zhuǎn)動副)柔性并聯(lián)定位平臺;其次,根據(jù)hamilton方程和假設(shè)模態(tài)法,并考慮到每條支鏈中柔性桿終端的實際邊界條件,分別建立了三條對稱支鏈和移動平臺的動力學(xué)模型,通過施加閉鏈約束方程,得到了3-prr柔性并聯(lián)平臺的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)方程;然后,為有效抑制振動,在柔性桿上安裝多組成對的壓電驅(qū)動器和傳感器,從而使柔性桿具有智能結(jié)構(gòu)的特性;最后,基于此模型,提出了采用pd反饋控制器和srf應(yīng)變率反饋(strainratefeedback)控制器相結(jié)合的混合控制方法來進(jìn)行軌跡跟蹤與振動抑制,并給出了基于李雅普諾夫理論的穩(wěn)定性證明。matlab仿真結(jié)果表明:所提出的基于多組壓電換能器的混合控制方法可以使動平臺在準(zhǔn)確跟蹤目標(biāo)軌跡的同時,實現(xiàn)對柔性桿殘余振動的快速抑制,進(jìn)而提高定位平臺的效率和精度,為后續(xù)的工程實驗提供了理論支撐。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于假想柔順控制的膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人動力學(xué)分析及其運動控 制 姓名：謝興旺 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：檢測技術(shù)與自動化裝置 指導(dǎo)教師：余永研 2011-05 摘要 摘要 近年來隨著全球范圍內(nèi)人口老年化趨勢日益加劇，可穿戴型助力機(jī)器人已 經(jīng)成為重點的研究領(lǐng)域之一，膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人作為可穿戴型助力機(jī)器人的重要 組成部分，科學(xué)家對其技術(shù)的開發(fā)和研究已經(jīng)取得巨大的進(jìn)步。膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器 人將環(huán)境感知和多傳感器信息融合和運動控制等多種功能集于一身，是典型的人 機(jī)一體化系統(tǒng)。當(dāng)人穿上膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人時，機(jī)器人在人的智力指導(dǎo)下為人的 行走提供助力從而擴(kuò)展了人的運動能力和活動范圍。 在國家自然科學(xué)基金“可穿戴型智能助力機(jī)器人技術(shù)研究”的資助下，本 文采用假想柔順控制策略和pid控制算法，實現(xiàn)了膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人為人提供助 力的目的。具體內(nèi)容包括： 1．通過分析

針對隙控式全射流噴頭在惡劣工作條件下出現(xiàn)的附壁力小、驅(qū)動力矩小等不足,研究了獲得射流元件的最大附壁驅(qū)動力矩和減小摩擦阻力矩的方法,對射流元件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,以保證噴頭的正常運轉(zhuǎn).分析了隙控式全射流噴頭的轉(zhuǎn)動驅(qū)動力矩和摩擦阻力矩,噴頭轉(zhuǎn)動驅(qū)動力矩由射流附壁時與射流元件側(cè)壁產(chǎn)生的驅(qū)動力矩,射流與出口蓋板的作用力矩組成,噴頭的摩擦阻力矩由空心軸端面摩擦阻力矩,空心軸與軸套間的摩擦力矩,密封機(jī)構(gòu)摩擦阻力矩組成.根據(jù)動量守恒方程推導(dǎo)出附壁射流中心線方程,得到中心線附壁點距離及附壁沖角的計算公式.推導(dǎo)了理論狀態(tài)下,附壁力矩最大值與結(jié)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系.由剛體轉(zhuǎn)動定律計算出全射流噴頭的力矩公式及全射流噴頭步進(jìn)角度公式.

沖擊地壓巷道圍巖支護(hù)作用動力學(xué)分析——建立了沖擊地壓巷道圍巖支護(hù)作用動力學(xué)模型，模型將上覆巖層簡化為由多個質(zhì)量塊組成的塊系，巖塊簡化為剛體，巖塊間的連接簡化為kelvin-voigt模型，把支護(hù)系統(tǒng)簡化為彈簧和耗能阻尼器，初始巖塊受沖擊載荷作用。支護(hù)系...

關(guān)于棱柱桿侵徹巖土的動力學(xué)分析——根據(jù)動量定理和功能守恒定律，建立了棱柱桿侵徹巖土?xí)r的動力學(xué)模型，對幾何形狀較復(fù)雜的棱柱桿侵徹巖土?xí)r的撞擊力和侵入位移進(jìn)行了計算和分析，得到了棱柱桿主要幾何參數(shù)的合理范圍，為進(jìn)一步研究棱柱桿的侵徹能力和損傷狀況...