多刚体动力学

摘要： 针对一种高射速航炮供弹系统工作时因卡弹造成航炮停射的现象,研究其故障原因。分析工作时局部弹带运动特性,基于复杂铰链连接的多刚体弹带模型编程建立数值仿真模型,仿真得到弹带尾部炮弹运动规律,与真实实验数据基本吻合。仿真分析结果表明:弹带尾部炮弹运动过程中垂直于运动方向的加速度过大,尾部炮弹存在摆尾现象导致供弹阻力增大,从而造成系统卡弹故障。

摘要： 阻水装置是某水下火箭炮的重要零部件。为了提高巡航安全性和发射安全性,在身管前端和尾端采用了纤维编织的水密隔膜。在发射装置整体的前端增加了分体式刚性整流罩。为验证结构的可行性,使用多刚体动力学仿真软件对整流罩开合全过程进行仿真,获取了开合全过程主要零部件运动参数,使用有限元分析软件对结构整体进行模态分析,获取了结构整体各阶模态数值。结果表明,结构从原理上满足设计要求,具备进一步工程化的条件。

摘要： 刚体的构形可用其质心位置和姿态矩阵描述.刚体的位置可以在欧几里得空间中表示,但是其姿态矩阵是在李群上演化的.由于李群独特的非线性性质,基于欧氏空间的多体动力学建模与数值算法难以完全真实地描述系统的动力学特性,特别是长时间历程的动力学特性.本文基于几何力学理论,首先根据离散Hamilton变分原理与离散Legendre变换,建立了多刚体系统的Hamilton体系李群变分积分公式.其次,给出李群变分积分公式的两种离散格式:一般离散格式和RATTLie离散格式.最后,采用这两种不同离散格式构建的算法计算了重力作用下空间刚体双摆的动力学问题,对比研究了算法在保持系统群结构、系统能量等方面的性质.计算结果表明,RATTLie离散格式较一般格式精度更高,且能更好地保持系统群结构与能量.

摘要： 针对扑翼飞行中的周期性和时标不一现象,以及扑翼飞行实际控制中的问题,本文基于奇异摄动理论,提出了一种针对扑翼周期系统的稳定性分析方法.具体而言,首先建立了扑翼飞行器的多刚体模型,为后文对翅翼动力学的奇异摄动分析铺平道路;其次,对多刚体模型进行简化,抽象出扑翼飞行动力学的核心问题,并针对实际控制中的问题,提出了利用奇异摄动理论分析扑翼飞行周期稳定性的方法,指出了其相对于其他方法的优越性;最后,在自制的四自由度扑翼飞行器完成了真实的飞行实验,验证了所提方法的有效性.

摘要： 转动副间隙普遍存在于压力机主运动机构中,为探究杆间转动副间隙对运动机构动态特性的影响,以广泛采用的下死点位置精度作为评价指标,以重载压力机曲柄肘杆机构为研究对象,基于ADAMS虚拟样机仿真技术,借助L-N非线性弹簧阻尼模型与库伦摩擦力模型理论,施加转动副间碰撞接触力与摩擦力,建立含转动副间隙多刚体动力学模型,对具有关节间隙的多体机械系统进行研究。结果表明,建立的动力学模型可以有效地预测多连杆机构的运动特性。此外,研究了间隙尺寸、冲击载荷及曲轴转速对机构下死点精度的影响规律,得到不同仿真条件下压力机下死点位移变化趋势。

摘要： 直升机尾操纵系统的振动问题是复杂的多刚体动力学问题。尾操纵系统受尾桨、主旋翼等旋转部件的激励,当激励频率接近、幅值相当时,会经过重新调制而产生拍频振动现象,影响飞行的舒适性及安全性。该文通过数值分析发现,降低任意某个频率的振动幅值,就可以有效消除拍频振动。某型直升机在训练试飞过程中,脚蹬处产生了接近1次/s的拍频振动。该研究通过调整尾桨安装角,降低尾桨转速频率下的振动幅值,从而消除了拍频振动。

摘要： 以烟包裹包凸轮连杆机构为研究对象,包括压烟机构,护烟机构和预折叠机构,以压烟机构为例进行了运动学模型建立与求解,然后建立烟包裹包凸轮机构的多刚体动力学模型并对其进行动力学仿真分析,最后模拟实际工况将刚性凸轮安装轴替换为柔性轴,建立了刚柔耦合虚拟样机,对其进行动态分析,研究分析各机构之间的相互影响,并提出改进措施。该研究对多刚体动力学及刚柔耦合机构的研究具有一定的借鉴性。

摘要： 超高速水下航行体航行过程中工况复杂,在加速段速度跨度大,双自由度舵机执行机构承受了较大的瞬态冲击载荷,有必要对其韧性进行分析校核.本文分别建立旋转机构输出轴、减速箱体和展开机构最后一级齿轮副的多刚体动力学仿真模型,分析各机构在冲击载荷下的应力和变形情况,校核结构韧性的可靠性,同时对旋转机构输出轴进行模态分析.仿真与校核结果为机构优化设计提供参考依据.

摘要： 为降低空中加油对接过程中头波作用对软管-锥套的扰动,提高空中加油对接成功率,对头波影响范围内软管-锥套运动特性进行了仿真与分析.首先,基于集中参数原理的多刚体动力学,建立了包含软管弹性及弯曲恢复力矩且长度可变的软管锥套组合体动力学模型.然后,采用拟合半兰金体头波理论模型模拟符合受油机头部外形尺寸的头波流场.最后,通过综合考虑紊流、重力以及加油机尾流等因素的数值仿真,获得了头波作用下软管锥套的运动特性,就不同对接高度、飞行速度、软管材料、对接速度、对接方式和受油机头部外形等因素对头波作用下软管锥套运动特性的影响进行了分析.结果表明:受油机靠近锥套时,在头波作用下锥套会向远离受油机的方向运动,然后回摆;高对接高度、低飞行速度可降低头波的扰动,合理设置对接速度、对接方式、软管材料、截面类型与受油机头部外形也可降低头波对锥套的扰动.仿真结果充分说明通过优化加油设备及对接过程可以达到降低头波扰动的目的.

摘要： 为提高交通事故的重建精度,对行人的颅脑损伤风险进行分析。基于3D激光扫描技术建立事故车辆多刚体模型,采用多目标遗传算法求取最优近似解,运用优化软件ISIGHT和多刚体动力学软件MADYMO建立耦合模型,精确重建人-车碰撞运动学响应,最后采用THUMS有限元假人模型对颅脑损伤风险进行预测分析。结果表明:事故车辆逆向重建效果良好,优化后的人车运动学行为与监控视频一致,假人的头部损伤部位和损伤情况与伤情报告完全吻合。

摘要： 运动范围大、精度高的并联运动平台是对接机构综合试验台的重要子系统，由于该并联运动平台的液压缸的质量较大而负载质量较小，因此在进行并联运动平台的受力分析时必须建立起包含液压缸影响的多刚体动力学模型。本文先建立了并联运动平台的运动学方程，然后运用凯恩方程推导了并联运动平台的多刚体动力学模型，最后运用该模型对并联运动平台的受力进行了仿真计算，计算结果表明液压缸的质量和惯量对并联运动平台受力的影响很大、不允忽略，所得结果可作为对接机构综合试验台并联运动平台优化设计的依据。

摘要： 本文基于二级隔振理论,对电动汽车动力总成悬置系统的固有特性进行了研究.基于多刚体动力学相关理论,推导出某电动汽车动力总成二级隔振悬置系统模型的质量矩阵和刚度矩阵,并计算得到该系统的固有特性.同时研究了衬套的扭转刚度和支架的质量参数对该系统固有特性的影响,为动力总成二级隔振悬置系统的设计提供了重要的理论基础.

摘要： 喷杆式喷雾机与隧道式喷雾机是大型植保喷雾机械的重要代表性机具,随着植保作物规模扩大及生产的需要,喷杆式与隧道式组合机构的研究将会成为植保机械发展的一个重要组成部分。从工作原理和动力学特征的研究入手,设计了一种应用于大型喷雾机中,可进行喷杆式结构和隧道式结构自动转换的喷杆转换机构。按照喷杆式喷雾机和作物尺寸确定了喷杆转换机构的基本参数,并利用虚拟样机软件Solidworks和ADAMS对其进行样机建模和动力学仿真。仿真结果表明,喷杆转换机构动力学模型能够完成喷杆自动升降和喷杆变角的动作,实现喷杆式与隧道式机构的转换。

摘要： 本文提取了深入的事故调查研究中的数据，利用多刚体动力学软件MADYMO重建了轿车-行人与轿车-自行车事故，验证了仿真模型的有效性。基于验证模型建立参数分析模型，设定不同的汽车车速、行人/骑自行车人速度、碰撞位置及百分位人体模型，从而对比分析了这些参数对两者头部动力学响应的影响。在同时考虑保护行人和骑自行车人安全的情况下，研究结果为法规测试程序的制定和完善提供了参考依据。

摘要： 针对带式烧结机起拱问题，对台车进行临界条件下受力分析，得出了带式烧结机不起拱情况下尾部星轮对下台车列推力的阈值公式并对400m2带式烧结机牵引机构进行多刚体动力学仿真分析,证明了阈值公式的正确性，揭示了带式烧结机起拱的原因。给出了采用尾部加载阻力矩的解决方案，结合工业实例，进行了理论计算与仿真分析，二者结果相吻合，证明了该方案的正确性与可行性。

摘要： 本文以多轴越野车为研究对象，应用机械系统动力学仿真分析软件MSC.Adams/View建立了一、二、三桥悬架、轮胎及整车的多体系统模型.进行了整车平顺性仿真分析，实现了在车辆设计阶段对其进行平顺性预测与分析的目的.

摘要： 在对小卫星系统进行合理简化的基础上,应用第二类Lagrange 方程,建立了包括小卫星和转动部件的系统八自由度动力学方程,并对模型的有效性进行了验证分析.对动力学方程进行简单变换可以求解转动部件的运动约束问题.数值仿真的结果可以为小卫星的控制系统设计提供重要的理论依据.

摘要： 为了开发我国200 km/h速度等级的2C0轴式新型转向架,本文采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了详细的2C0轴式弹性架悬机车动力学模型,分析了牵引耔由转向架构架的中梁向车体端部和中间牵引时,在惰行、牵引和制动工况下,机车的直线运行性能和曲线通过性能,指出牵引杆布置方式,对机车动力学性能影响不显著,最后校核了端部牵引机车通过S形曲线的性能。

摘要： 火炮振动影响其射击精度。基于第二类拉格朗日方程，建立了火炮系统的多体动力学模型，推导了封闭形式的动力学方程的解析表达式，给出了包括冲击力在内的各种力的处理方法，并由该封闭方程研究了火炮系统的振动，进行了数值仿真和振动分析，研究并确定了影响炮口振动的主要因素。所建模型与仿真结果对于改善火炮的振动性能和提高射击精度具有指导意义。

摘要： 火炮振动影响其射击精度。基于第二类拉格朗日方程，建立了火炮系统的多体动力学模型，推导了封闭形式的动力学方程的解析表达式，给出了包括冲击力在内的各种力的处理方法，并由该封闭方程研究了火炮系统的振动，进行了数值仿真和振动分析，研究并确定了影响炮口振动的主要因素。所建模型与仿真结果对于改善火炮的振动性能和提高射击精度具有指导意义。

摘要： 本发明公开了一种中心刚体‑FGM楔形梁系统末端动力学响应计算方法。运用弧长坐标来描述柔性FGM梁的几何位移关系，分别使用倾角和拉伸应变变量描述柔性梁的横向弯曲、纵向拉伸变形及剪切角；采用假设模态法离散变形场，运用第二类拉格朗日方程进行方程推导，得到中心刚体‑FGM楔形梁系统的刚柔耦合动力学模型；运用C++编写FGM梁末端响应计算程序，通过读入中心刚体‑FGM楔形梁系统几何参数、功能梯度参数、材料组成等参数，得出梁系统末端响应随大范围转动时间的变化值。采用本发明方法，计算精度、效率较高。

摘要： 本发明涉及一种计算EACLD(Enhanced active constrained layer damping)中心刚体‑悬臂梁模型的刚‑柔耦合动力学建模方法，在传统主被动混合控制方法的基础上，同时考虑边端元体质量与等效弹簧刚度的影响，建立了模型的高次刚‑柔耦合动力学方程，并对此进行动力学响应的数值仿真。本发明利用MATLAB软件进行EACLD中心刚体‑悬臂梁模型的数值仿真，并能够输出梁末端横向位移‑时间数据，通过Origin软件处理得到变形曲线图，使得本领域内技术人员在进行此类系统的动力学响应研究中能够有较充分的数据图像资料支持，并在使用其他仿真软件时进行数据的交叉对比，提高准确性。

摘要： 本发明提供了一种刚体旋转动力学实验装置，涉及一种力学实验装置。它解决了现有技术中简单的刚体旋转动力学实验装置欠缺的问题。本实验装置，包括相互垂直的X轴、Y轴、Z轴，X轴转动位置固定，X轴连接X框架，X框架与Z框架通过Z轴转动连接，Z框架在X框架内转动，Z框架与Y框架通过Y轴转动连接，Y框架在Z框架内转动，Y框架为圆环形框架，Y框架上关于中心对称的设置有两个大质量块，Y框架的Y轴连接处关于中心对称的设置有两个小质量块。本发明利用三自由度转动装置为刚体的自旋动力学研究提供了仿真模型，使得可以刚体自旋稳定中间轴现象可以被清晰的观测；通过将质量块设置成位置可调的方式，从而增加实验装置的功能。

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： 本发明提供了端面磨削主轴刚体动力学建模及动态设计方法，其包括以下步骤：步骤1，将端面磨削主轴简化为5自由度刚体动力学模型；步骤2，端面磨削主轴刚性转子‑轴承系统动力学特性计算；步骤3，端面磨削主轴动态设计，获得大的轴向刚度和固有频率。采用本发明提供的端面磨削主轴刚体动力学建模及动态设计方法，为静压推力轴承与滚动轴承组合支承端面磨削主轴动态设计提供了有效方法，并缩短设计周期。

摘要： 本发明提供了一种刚体旋转动力学实验装置，涉及一种力学实验装置。它解决了现有技术中简单的刚体旋转动力学实验装置欠缺的问题。本实验装置，包括相互垂直的X轴、Y轴、Z轴，X轴转动位置固定，X轴连接X框架，X框架与Z框架通过Z轴转动连接，Z框架在X框架内转动，Z框架与Y框架通过Y轴转动连接，Y框架在Z框架内转动，Y框架为圆环形框架，Y框架上关于中心对称的设置有两个大质量块，Y框架的Y轴连接处关于中心对称的设置有两个小质量块。本发明利用三自由度转动装置为刚体的自旋动力学研究提供了仿真模型，使得可以刚体自旋稳定中间轴现象可以被清晰的观测；通过将质量块设置成位置可调的方式，从而增加实验装置的功能。

摘要： 本发明公开了一种基于ADAMS软件的多刚体动力学简化建模方法，第一步，用形状简单的均质几何体代替形状复杂的刚体建立动力学模型；第二步，两刚体之间的运动副模仿；第三步，载荷模仿；第四步，仿真测试并观测仿真完成后的计算结果；本发明的基于ADAMS软件的多刚体动力学简化建模方法，其在已完成的三维设计模型基础上完成，采用这种建模方法，能够保证简化后的模型实现与原模型一样的运动学、动力学仿真结果，且建模效率、计算效率高。

摘要： 本发明涉及一种自主平衡行驶自行车机械动力系统及其多刚体动力学模型，该机械动力系统包括：机械系统、电气控制系统，机械系统包括车体、后轮、前叉和前轮；电气控制系统包括工控机、直流电源和电子陀螺仪，前叉与车体连接处设有前叉尾迹调整装置，后轮设有伺服驱动电机，前轮设有方向调整伺服驱动电机，分别与通过总线与工控机连接；采用Kane法建立了自主平衡行驶自行车的多刚体动力学模型。本发明的有益效果是：为自主平衡行驶自行车的结构、参数优化和控制系统设计提供了可靠的理论依据；依靠多刚体动力学模型建立了自主平衡行驶自行车状态空间模型，基于速度函数的串级最优控制算法实现自行车自主平衡行驶。

摘要： 本发明公开了一种基于ADAMS软件的多刚体动力学简化建模方法，第一步，用形状简单的均质几何体代替形状复杂的刚体建立动力学模型；第二步，两刚体之间的运动副模仿；第三步，载荷模仿；第四步，仿真测试并观测仿真完成后的计算结果；本发明的基于ADAMS软件的多刚体动力学简化建模方法，其在已完成的三维设计模型基础上完成，采用这种建模方法，能够保证简化后的模型实现与原模型一样的运动学、动力学仿真结果，且建模效率、计算效率高。