多体动力学

摘要： 针对往复压缩机在部分行程顶开进气阀的气量调节工况下,因卸荷装置改变了气阀原本的运动规律导致其易发生泄漏等故障,从而导致气量调节偏差或失效,进一步造成压缩机其余部件发生故障的问题,本文构建了某六缸多级双作用往复压缩机曲轴力学模型,分析了其在正常气量调节工况以及气缸级内和级间发生调节故障时整周期交变载荷的变化规律,并利用多体动力学软件刚柔耦合分析法研究了在正常与故障工况下往复压缩机曲轴的变形及强度特性。结果表明:压缩机需尽量避免在36%气量负荷以下长期运行,且级内负荷调节偏差应控制在15%范围内,级间负荷调节偏差应控制在10%,否则将致使曲轴产生较为明显的恶化。该研究结果可为同类压缩机曲轴的设计和气量调节工况运行提供参考。

摘要： 针对动力稳定装置关键部件疲劳寿命问题,文中采用基于多体动力学与有限元的方法,以动力稳定装置的夹钳油缸系统为研究对象,进行了仿真分析。该方法利用ADAMS软件对动力稳定装置进行多体动力学分析,得到夹钳油缸系统的受力载荷谱。将受力载荷谱导入有限元软件Ansys Workbench中,对夹钳油缸系统进行瞬态动力学分析。根据瞬态动力学分析结果,利用疲劳分析软件NCODE计算夹钳油缸系统的疲劳寿命状况。仿真分析结果表明,夹钳油缸系统疲劳寿命最薄弱的地方在其根部位置,最小循环次数为8.807×10^(5)。

摘要： 冲击隔离系统的作用是在船体和电子设备之间添加隔离装置,降低电子设备受到的船体冲击载荷,对于保障船舶电子设备的安全运行有重要的作用。传统的冲击隔离系统采用弹簧等机械阻尼元件进行冲击隔离,这种隔离系统只能被动减振,本文介绍一种磁流变智能阻尼器技术,在此基础上设计检测机械设备的冲击隔离系统,通过建立船体与隔离系统的动力学模型,在Matlab中完成了较准确的冲击隔离系统的振动响应仿真。

摘要： 子结构模型因其自由度少、对结构动力学性质描述细致准确的优势,被动力学计算中越来越多的采用。但子结构模型生成过程偏于繁琐,建立中常需要借助有限元软件,使用起来略显繁琐。针对柴油机曲轴系,通过Fortran语言程序,结合ANSYS有限元软件,实现了子结构模型构建,实现了主要步骤的自动处理,使得子结构模型的建立过程变得简单高效。数值算例结果表明给出构建工具和过程得出的子结构模型能够准确反映曲轴系的力学性质,其中包含弯曲、扭转、纵向等变形模式,可用来计算弯曲、扭转和纵向振动。

摘要： 针对无人机“黑飞”问题,提出了包含捕获平台地面发射、柔性绳网空中展开抓捕和降落伞回收的反无人机绳网捕获系统方案,建立了全过程动力学模型。并将动力学模型中的平台飞行轨迹模型和绳网展开模型与飞行试验数据进行了对比验证。结果表明,该系统动力学建模与仿真方案可行,对系统工程设计具有指导意义。

摘要： 随着柴油机向着重载、增压等方向发展,柴油机机体所受激励增大,过大的激励会使机体的振动剧烈,振动所引起的噪声问题也恶化了乘员的工作环境.本文以某大型柴油机为研究对象,建立其100%工况下曲柄连杆机构的刚柔混合多体动力学模型,旨在输出机体所受的多种激励曲线,对机体进行时域激励下的动态响应分析.同时也选取机体上主要特征点进行了振动响应分析,为机体的振动预测提供参考,为机体的噪声预测打下基础.

摘要： 摩擦提升机的主轴以及卷筒的疲劳损坏是摩擦提升机最为重要的故障方式,因此摩擦提升机的主轴以及卷筒的疲劳设计是其重要的设计内容之一。传统的采用常幅对主轴和卷筒进行疲劳分析同其在实际工况中的情况有较大的的出入,实用性受到一定的限制。利用虚拟样机建模技术,综合利用了模态柔性体和有限元柔性体两种建模方法,构造摩擦提升机虚拟样机计算模型,能够比较真实的反应摩擦提升机的工作动态特性,得到摩擦提升机完整工作循环的动应力响应,并在此基础上完成主轴和卷筒的疲劳寿命分析。利用此种方法,解决了摩擦提升结构在动载作用下的动应力响应的计算问题;因此,结合虚拟样机技术对摩擦提升机进行疲劳寿命估算,其实用性更好。

摘要： 为了研究非平稳横风对列车-大跨斜拉桥耦合系统的动力响应,首先使用EMD(经验模态分解)方法对已有实测台风数据进行处理,获得台风的时变平均风速,将风谱中的平均风速替换成时变平均风速,通过谐波合成法模拟得到非平稳横风脉动风速.使用有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK建立列车-轨道-斜拉桥耦合分析模型,非平稳风荷载包括时变平均风引起的静风力和非平稳脉动风引起的抖振力.计算了风-列车-大跨斜拉桥耦合系统的动力响应,对比分析了平稳风与非平稳风作用下列车和斜拉桥的加速度响应以及桥上列车的安全舒适性指标.结果表明:对比平稳风,在非平稳风作用下列车的横向和竖向最大加速度分别增大了12%和23%,桥梁的横向和竖向最大加速度分别增大了16%和7%,列车的轮重减载率、轮轨横向力、脱轨系数分别增大了9%、14%和4%,列车的横向Sperling指标有一定的增大,从而降低了桥上行车的安全性和舒适性;频谱图显示在低频区域内,非平稳风作用下列车的竖向振动、横向振动和桥梁的横向振动会更加强烈.

摘要： 在ADAMS/CAR中建立了六自由度1/2前悬架系统台架多体动力学模型,以车辆试验场实测车轮六分力作为目标信号,以台架线性作动器驱动(力、位移)作为输入信号,在FEMTAT Lab虚拟迭代软件中建立六分力信号与台架试验驱动信号间的传递函数,通过传递函数反求台架试验驱动并作为输入载荷。通过系统级输入(轮端)提取底盘关键零部件动态载荷谱,为后期零部件台架试验提供试验参数。

摘要： 【目的】在固沙装备设计中,散状杆式物料的整齐有序输送是当下亟需解决的问题,在四连杆机构基础上设计杆式物料输送机构,满足杆式物料输送过程中整齐有序输送的使用要求。【方法】通过建立整体机构方案模型,利用离散元法和多体动力学双向耦合对物料输送机构的作业过程进行模拟。【结果】当输送机构左右两侧推草板距离为350 mm,推草板相邻两个拨叉间距为75 mm时,在输送过程中散状杆式物料轴线最大偏移角为12°,各杆料空间位置未发生较大转动偏移能够被整齐有序地送离输送平台;输送机构完成一个输送循环动作可输送物料截面的最大厚度为90 mm,最大长度为220 mm;并得到了推草板在竖直平面内做周期性运动的轨迹方程以及推草板拨叉尖端的运动轨迹曲线。【结论】模型直观呈现了输送机构作业过程以及杆式物料的运动特性,验证了输送机构设计的可行性和合理性,为散状杆式物料的有序输送提供了新的方法和科学参考。

摘要： 中国大学生方程式汽车大赛(Formula Student China,FSC),类属“FSTA”(Formula Society of Automotive Engineers)系列赛事,旨在使高等院校汽车工程或相关专业学生通过参加比赛了解汽车基本的开发过程,激发学生对汽车自主创新的兴趣和动力.本文介绍大连民族大学为FSC赛车自行设计、制造的防侧倾杆系统.车辆侧倾时,该系统中的弹性元件受压,这与常见的U形和T形防侧倾杆系统中的弹性元件受扭明显不同.文中给出了这种防侧倾杆系统多体动力学建模的分析方法.

摘要： 软刚臂系泊系统依赖于水上多个铰节点的连接方式保障FPSO平台的安全生产.铰节点内力及系泊腿、YOKE运动姿态分析是软刚臂系泊性能研究的重点.本文通过建立软刚臂多体动力学方程,构造了系泊系统受到的荷载和各铰节点运动姿态的对应关系.通过铰节点运动姿态计算各铰节点内力及系泊腿、YOKE运动位移,分析软刚臂系泊系统的动力学特性.与ADAMS铰节点内力计算结果进行对比,验证了多体动力学建模的准确性.基于多体动力学分析,提出了一种软刚臂系泊系统的现场监测方案,实时监测铰节点内力及系泊腿、YOKE的运动姿态,为系泊系统安全预警提供实时保障.对分析长期服役的系泊系统易损性评估提供依据,具有良好的拓展性.

摘要： 在结构设计流程中,为了得到更好的设计方案,传统的方式,需要设计者与解析者配合,反复需改设计方案,该过程极大的依赖人的经验.如果把软件优化方法引入设计流程,可以得到最优的设计方案.特别是综合利用Altair公司的软件包所提供的各种优化工具,对结构设计有重要意义.本文以传统方式设计的升降机构为例,首先利用MotionSolve与HyperStudy软件,对该机构进行多体动力学分析,并优化液压缸的安装位置,使得液压缸的最大输出力最小化.然后利用OptiStruct软件,对支撑臂的外形轮廓进行优化.应用表明,液压缸的最大输出力和支撑臂的重量都大幅减小,而且新的设计流程效率也有明显提高.

摘要： 本文以HyperWorks软件中的MotionView/MotionSolve及HyperStudy模块为基础,通过对某型飞机货舱门机构进行多体动力学建模分析,找出机构的薄弱和不足之处,并对机构交点和气弹簧参数进行优化.应用表明通过多体动力学建模,并经过实物对标和调试能够准确地模拟舱门机构的运动过程;通过优化设计技术,可以使舱门机构的目标性能得到优化.

摘要： 在现代飞行器设计中,结构柔性的增大对气动弹性分析影响显著,传统线性分析不再满足精度要求.本文基于有限段模型研究柔性机翼的几何非线性气动弹性问题.该方法建立大柔性梁式机翼离散模型,利用离散梁段来描述柔性体的惯性特征,利用段间刚度恢复力描述柔性体的弹性特征,基于Euler-Lagrange方程建立多体动力学方程,这种结构建模方法很适合小应变大变形情况的结构变形计算.在有限段结构模型的基础上结合有限状态入流模型进行临界颤振速度计算,该气动力模型能够描述二维薄翼型任意运动下的非定常气动力特性,通过片条理论可将其扩展至三维气动力计算.结果表明,该方法与试验结果相比准确度较高,能够满足机翼几何非线性气动弹性分析需求.

摘要： 根据MSC.adams的多体系统动力学原理,建立起重机械盘式制动器的虚拟样机模型.在该模型中,运行边界条件按照实际运行环境进行建立,这是根据制动器的工作过程来设计的,这是为有效分析系统动力学而建立盘式制动器刚体动力学模型的关键一步,也是为起重机械盘式制动器优化设计的工程基础.仿真结果显示了制动力矩和制动时间的关系,这些曲线论证了旋转速度与制动力矩关系不大,但制动力矩正比于制动时间.这些都反映了起重机械盘式制动的实际动力学关系,而且呈现了某些理论分析不能确认的分析结果,基于试验测试对比的MSC.adams仿真数据可以运用于模型的设计和评估,节约大量的人力和物力资源.对于制动器动态制动过程中的声音和振动信号进行比较,为下一步的制动状况监测奠定技术基础.

摘要： 非道路高压共轨柴油机工作条件恶劣,对振动噪声性能提出较高要求.应用多体动力学方法以及测试技术,建立非道路高压共轨柴油机活塞组动力学模型、阀系动力学模型以及整机多体动力学分析模型.分析了活塞组和阀系动力学特性以及主轴承载荷变化情况;分析了整机振动与噪声特性;通过对机体与曲轴模态测试,验证了缩减模型的准确性.研究结果表明:在四缸机倾覆力矩作用下,2阶谐次及其整数倍谐次下发动机振动较大;二阶谐次下,机体主推力侧加速度级最大值156dB,次推力侧加速度级最大值163dB,气缸盖罩加速度级最大值152.7dB;油底壳表面辐射声功率级最大,最大值为109.1dB;在523Hz频率下声压级最大,最大值为85.23dB,1911Hz频率下出现最小值,最小值为46dB.

摘要： 基于热弹性流体动力润滑理论和多体动力学理论,针对自主研发的2D25卧式两缸柴油机,采用AVL Excite Power Unit软件建立了曲轴轴承的多体动力学模型.为真实反映曲轴轴承的工作状态,全面考虑了柔性机体变形、润滑油粘温粘压特性、轴瓦及轴颈弹性变形、表面粗糙度等因素对轴承润滑特性的影响.研究结果表明:随着转速的升高,主轴承的总摩擦功耗增加,轴瓦的热负荷增大;高转速下,第一主轴承(MBI)和第三主轴承(MB3)存在轴颈倾斜不对中,出现了一定的偏磨现象,导致第二缸爆发时主轴颈振动加剧;连杆轴承油膜压力分布均匀性好,轴瓦热负荷低,且在高转速下润滑效果更好.

摘要： 基于有限元仿真技术,建立了包括柔性曲轴在内的车用发动机曲轴系统的多体动力学模型.通过进行曲轴系统在工作状态下的多体动力学仿真分析,得到了曲轴扭振以及曲轴的疲劳安全系数结果,并通过优化皮带轮减震器来降低曲轴扭振.结果表明,该方法为保证在设计前期满足曲轴疲劳特性和扭振要求提供了高效可行的方法.

摘要： 介绍了基于MotionView和MotioSolve进行整车操纵稳定性开发的流程.实践证明仿真结果具备较高的精度,可为车辆操稳性能的改善提供高效的指导,并降低研发成本、缩短研发周期.

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 本发明公开了一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，属于体育专项动作分析技术领域。一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，在跳台滑雪运动员的肌骨动力学模拟中，结合了通过计算流体力学模拟得到的运动员所受的空气动力，使得对运动员动作的模拟更加符合现实情况，计算出的关节力矩，肌肉力等参数更加准确；同时通过对这些更为准确的关节力矩，肌肉力等参数来分析评估跳台滑雪运动员的发力情况，能够更好的指导针对性的肌肉力量训练。

摘要： 本文公开了空气动力学结构以及形成空气动力学结构的方法。空气动力学结构包括：第一蒙皮区域，包括第一蒙皮边缘；以及第二蒙皮区域，包括第二蒙皮边缘。第一蒙皮区域和第二蒙皮区域相对于彼此成角度，并且限定在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间的间隙。空气动力学结构还包括后缘结构，后缘结构在间隙内并且在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间延伸。空气动力学结构进一步包括多个单面紧固件。多个单面紧固件的第一子组可操作地互连第一蒙皮区域与后缘结构。多个单面紧固件的第二子组可操作地互连第二蒙皮区域与后缘结构。所述方法包括形成空气动力学结构的方法。

摘要： 空气动力学元件(1)包括至少一个第一固定空气动力学部分(2)，至少一个第一固定空气动力学部分包括翼盒部分(3)，翼盒部分至少部分地被具有末端部分(7A)的板(6A)覆盖，并且一个第二空气动力学部分(13)包括具有端部(15A)的外周表面(14)和至少一个设置有肩部的固持元件(8A)，肩部与板(6A)的末端部分(7A)一起形成凹槽，外周表面(14)的端部(15A)容纳在凹槽中，使得外周表面(14)和板(6A)形成具有上升轮廓的接合部。凹槽的存在使得能够得到连续上升的接合部，有利于空气动力学元件(1)的上表面(1C)上的层流气流。

摘要： 本发明涉及一种用于制造空气动力学结构(34)的方法，所述空气动力学结构包括具有空气动力学面(F34)的第一面板(42)以及增强的第二面板(44)，其特征在于，所述制造方法包括：冲压所述第二面板(44)以获得至少一个凹凸形状部(46)的步骤，所述至少一道凹凸形状部凹入在第二面(44.2)上；以及通过将所述第一面板和第二面板(42，44)在所述凹凸形状部(46)之外彼此压靠来使所述第一面板和所述第二面板连结的步骤。本发明还涉及一种使用所述方法获得的空气动力学结构。

摘要： 本发明公开了一种适用于高速列车的空气动力学与车辆动力学的耦合方法，涉及空气动力学与车辆动力学交叉技术领域，包括：分别建立高速列车的空气动力学模型和车辆动力学模型；利用双时间步时间推进方法，将二者之间的数据进行交换，提高了计算时间精度、步长和稳定性。在综合考虑高速列车与其周围流场的相互作用、轨道不平顺的影响和隧道效应的同时，采用多区域网格划分，提高了网格划分的质量和效率，且重叠网格法不存在网格重构问题，同时利用具有六自由度的运动速度来反映高速列车的姿态改变，简化了耦合步骤，整个过程节约了网格划分、计算列车周围网格节点位移、网格重构、计算迭代等的时间开销，使得耦合方法得以快速、大规模进行。

摘要： 多体动力学和有限元显式动力学联合仿真车辆碰撞过程的方法及系统，包括：获取多体动力学的仿真车辆模型；进行多体动力学的车辆碰撞仿真分析，进而得到其运动姿态信息；将运动姿态信息作为输入控制信息，添加到有限元非线性瞬态动力学的模型中，进行显式动力学分析；根据车辆的显式动力学仿真结果确定车辆碰撞损伤程度，作为汽车碰撞远程无人定损的仿真依据。本发明兼顾了多体动力学计算时间短和显式动力学计算结果精度高的特点，获得汽车仿真碰撞分析的结果，作为远程无人定损的仿真依据。

摘要： 本发明公开了一种基于多体动力学的十四自由度车辆动力学模型建模方法，克服现有车辆仿真软件内部函数不开源的问题，包含以下步骤：将要研究的车辆看作一个多刚体系统，包括一个簧上质量刚体和四个簧下质量刚体，忽略车辆在转向过程中转向系的摩擦阻力及力矩，忽略空气阻力，考虑悬架系统的K&C特性，忽略悬架系统摩擦作用，路况为干燥水平路面，忽略因为路面坑洼导致的车轮相对于车身的跳动，采用魔术公式求取轮胎力，只考虑车轮相对于自身的垂直跳动及旋转运动，基于以上假设建立本发明提出的车辆模型，包括车身沿x、y、z轴的平移运动及旋转运动，以及四个车轮的垂直跳动及旋转运动，共14自由度。

摘要： 多体动力学和有限元显式动力学联合仿真车辆碰撞过程的方法及系统，包括：获取多体动力学的仿真车辆模型；进行多体动力学的车辆碰撞仿真分析，进而得到其运动姿态信息；将运动姿态信息作为输入控制信息，添加到有限元非线性瞬态动力学的模型中，进行显式动力学分析；根据车辆的显式动力学仿真结果确定车辆碰撞损伤程度，作为汽车碰撞远程无人定损的仿真依据。本发明兼顾了多体动力学计算时间短和显式动力学计算结果精度高的特点，获得汽车仿真碰撞分析的结果，作为远程无人定损的仿真依据。