接触碰撞

摘要： 间隙会导致运动副元素发生接触碰撞,从而对机械系统动力学特性产生较大的影响。针对高速精密机构中常见的运动副结构特点,建立一种含混合间隙特征的高速精密压力机传动系统的动力学模型,并考虑非线性接触特征的影响。将L-N模型和Coulomb修正模型引入到机械系统动力学方程中,采用Runge-Kutta法获得含混合间隙的高速精密机构动态特性,并在高速精密压力机试验平台上开展动力学性能试验,验证了此方法的正确性和有效性。在此基础上,分析输入转速、间隙尺寸等对含混合间隙高速精密机构非线性动态响应特征的影响规律。结果表明:运动副元素在高速精密机构运动过程中发生不同运动状态的来回切换,并会引起较大的冲击、碰撞;输入转速和间隙尺寸的变化会引起高速精密机构非周期性动态响应特征,引发混沌运动和跳跃现象。

摘要： 侵蚀接触是弹体穿甲/侵彻等冲击动力学问题数值模拟与显式有限元程序的核心算法.文中基于接触界面的点-面离散模型,发展了一种有效、精确的侵蚀接触搜索算法.新算法通过引入历史状态量跟踪从点对主片的穿透历史,并结合接触强度方法,克服从点对主片穿透定义的歧义性,精确确定出从点-主片接触对及其相应的接触方向;对于接触点计算,建立了一种非迭代的计算方法,提高了接触计算的稳定性.文中算法基于自主研发的大型并行显式有限元程序PANDA-Impact实现,并利用典型算例进行了验证.数值模拟结果表明,文中建立的侵蚀接触搜索算法可以用于复杂问题模拟并具有较高的计算精度.

摘要： 针对运动副间隙对涡旋压缩机传动系统运行特性的影响问题,基于非线性弹簧阻尼模型和库仑摩擦力模型建立其运动副间隙接触碰撞模型,运用多体动力学理论分析不同间隙条件下曲柄销受力及驱动轴承角加速度等的变化规律,使用有限元方法进一步分析转子系统在不同角加速度激励下的瞬态动力响应。结果表明:间隙对转子系统的位移、角速度、角加速度的影响程度依次增加,并随着间隙的增大呈现高幅值低频率的现象;曲轴所受应力随间隙的增加而增大,曲柄销与驱动轴承的接触刚度随着间隙的增大而减小,使曲轴临界转速降低,增加了转子发生共振的危险。

摘要： 多体系统往往包含大量的接触/碰撞行为,这些非光滑事件的存在造成了动力学方程的不连续或分段连续,给数值求解带来了很大的困难.为综合考虑平顺接触与碰撞,采用基于线性互补问题的非光滑动力学方法,首先在当前时刻为起点的短时间内对对缝隙函数进行均匀化,然后与法向接触力建立标准线性互补方程,最后将线性互补方程改造为一组非线性代数方程,通过非线性迭代可直接求解接触力.算例结果表明,采用该方法不需在接触状态发生改变时切换模型,且严格满足互补关系,保证了接触力的非负性.研究成果可成为求解多柔体系统接触/碰撞问题的新途径.

摘要： 针对运动副间隙对涡旋压缩机传动系统运行特性的影响问题,基于非线性弹簧阻尼模型和库仑摩擦力模型建立其运动副间隙接触碰撞模型,运用多体动力学理论分析不同间隙条件下曲柄销受力及驱动轴承角加速度等的变化规律,使用有限元方法进一步分析转子系统在不同角加速度激励下的瞬态动力响应.结果表明:间隙对转子系统的位移、角速度、角加速度的影响程度依次增加,并随着间隙的增大呈现高幅值低频率的现象;曲轴所受应力随间隙的增加而增大,曲柄销与驱动轴承的接触刚度随着间隙的增大而减小,使曲轴临界转速降低,增加了转子发生共振的危险.

摘要： 为研究不同从动件运动规律对凸轮机构接触碰撞运动特性的影响,基于直动从动件凸轮机构,以4种常用的凸轮机构从动件运动规律为基础,运用二状态间隙碰撞模型,应用拉格朗日方程建立凸轮与从动件接触碰撞的凸轮机构动力学方程,进行算例计算分析,并结合AD-AMS软件进行仿真验证.结果表明,在相同条件下,简谐组合运动规律和7次多项式运动规律侵入量大于余弦和正弦运动规律,均适用于高速、中低载工况.简谐组合运动规律较相同函数连续特征值的多项式运动规律速度幅值和侵入量较小,可有效替代部分多项式运动规律场合.

摘要： 隔水管是传统海洋钻井作业必不可少的关键装备,深水中隔水管受到外部海洋环境载荷以及内部钻柱耦合作用极易发生碰撞和破坏。为了找到管柱耦合振动下深水-钻杆耦合变形机理与规律,考虑隔水管-钻柱双层管柱接触碰撞作用,建立了深水钻井隔水管-钻柱耦合双层管柱力学理论模型,分析了深水钻井隔水管-钻柱耦合作用力学力学行为。研究结果表明:剪切流作用下,钻柱和隔水管的位移基本一致,流向变形出现最大位移处均位于管柱中间部位;隔水管与钻柱之间的碰撞主要发生在管即管柱中上部附近,且初始碰撞力较大;钻柱的存在会增加管柱系统的刚度,限制钻井隔水管的变形和振动幅值,即钻柱的存在会对钻井隔水管的变形和振动产生抑制作用。

摘要： 隔水管是传统海洋钻井作业必不可少的关键装备,深水中隔水管受到外部海洋环境载荷以及内部钻柱耦合作用极易发生碰撞和破坏.为了找到管柱耦合振动下深水-钻杆耦合变形机理与规律,考虑隔水管-钻柱双层管柱接触碰撞作用,建立了深水钻井隔水管-钻柱耦合双层管柱力学理论模型,分析了深水钻井隔水管-钻柱耦合作用力学力学行为.研究结果表明:剪切流作用下,钻柱和隔水管的位移基本一致,流向变形出现最大位移处均位于管柱中间部位;隔水管与钻柱之间的碰撞主要发生在管即管柱中上部附近,且初始碰撞力较大;钻柱的存在会增加管柱系统的刚度,限制钻井隔水管的变形和振动幅值,即钻柱的存在会对钻井隔水管的变形和振动产生抑制作用.

摘要： 本文研究并给出了接触碰撞过程中,连续接触力的非线性模型.模型结合了Hertz理论并引入了滞回阻尼系数.模型推导过程中,将能量的位移积分转化为时间积分,获得了阻尼系数的解析表达形式.该模型充分考虑了碰撞前后能量损耗程度大小不同的情形,相比以往只适用于小能量损耗的连续接触力模型,该模型适用于各种大小恢复系数的碰撞情况.最后,为分析验证本文接触力模型的有效性,将本文接触力模型的算例仿真与已有模型仿真以及实验结果进行了对比.

摘要： 本文针对某柱形组合结构，利用有限元方法分析了其地震载荷响应。由于该结构涉及大量的接触碰撞非线性，因此计算量太大，需要进行简化建模。本文采用连接器模拟接触碰撞关系，并利用与实验结果的比较，验证了该简化的可行性.

摘要： BIBF-Ⅰ型加球机采用斜向滚筒型执行机构实现对球磨机的智能加球，工作过程中由于钢球的滚动、跌落等现象产生对主轴的运动载荷，同时由于钢球、滚筒的自身质量产生弯矩、扭矩。针对BIBF-Ⅰ型智能加球机的执行机构建立几何模型，针对机构运动中产生的碰撞接触，依据接触碰撞理论在MATLAB中将模型进行离散化，将实体由嵌入到实体中的曲线代替，并运用ADAMS/View软件对模型进行动力学仿真，对关键部件进行动力学分析，通过在有限元模型的载衙作用点设置坐标标记的方法，获得关键位置的载荷值，并以有限元软件相应的格式输出载荷，供进一步有限元分析使用。

摘要： 计算柔性多体系统动力学目标在于建立具有良好数值性态的有效的动力学模型，能够可靠与快速的处理各种复杂动力学现象。要实现复杂机械系统动力学的全局仿真，除了要建立通用有效的连续动力学模型和接触碰撞模型，同时还需要解决刚柔耦合引起的数值病态和接触碰撞过程的瞬时性引起的数值突变问题。本文简要的介绍当前计算柔性多体系统动力学在刚柔耦合动力学建模、非连续动力学、多物理场耦合、数值求解技术、软件开发等几个主要研究方向面临的挑战，对策与进展。

摘要： 柔性多体系统的接触碰撞是工程中常见的现象，往往会对系统的设计与分析造成重大的影响，随着现代高科技结构对位置精度要求的提高和运行环境的日益复杂，由柔体间的碰撞而引起的非线性动力学特征，已经成为柔性多体系统动力学需要解决的一个重要课题。详细的分析了柔性多体系统的接触碰撞条件，利用非线性等效弹簧阻尼模型建立了柔性体的碰撞模型，基于库仑摩擦模型考虑两体碰撞时的切向摩擦作用。在此基础上把碰撞模型综合到柔性多体系统动力学方程中，最终建立了含接触碰撞的柔性多体系统动力学模型，此模型适用于一般含碰撞的多体系统。为了验证此模型的有效性和正确性，以一柔性梁为研究对象，对柔性梁在重力场中的接触碰撞过程进行了动力学仿真分析，讨论了柔性梁的动态响应以及碰撞过程碰撞力的变化规律，主要包括柔性梁的回转角位移和角速度变化规律、碰撞过程的碰撞力历程以及柔性梁末端的位移和速度变化规律。并与刚性梁在重力场中的接触碰撞过程进行了详细的比较和分析，基于非线性等效弹簧阻尼模型建立的柔性多体系统碰撞动力学模型可以很好的分析接触碰撞过程的动力学性能，验证了模型的有效性和正确性。

摘要： 为提高仿真效率，缩短求解时间，在ADAMS下建立某型自行火炮简化虚拟样机模型，通过省略履带使路面与负重轮直接接触以减少系统的自由度，达到简化模型的目的。同时用一个接触碰撞模型模拟路面、履带板与负重轮的相互作用，从而保证模型的合理性。仿真结果表明，模型能够反应车辆的振动特性，可以为进行快速的强化行驶实验提供一个良好的仿真平台。

摘要： 针对全气缸取样研究提出并设计了一种基于接触碰撞机理的非破坏性、可重复使用的全气缸取样机构.该取样机构主要由执行机构、驱动机构和复位机构等三部分组成.模拟实验结果表明,在有足够碰撞能量的条件下,当模拟气缸初始气压力在9.2肝a和6.2MPa之间时,取样阀的最大升程可以达到6.7mm至10.4mm,而取样气体达到80％质量流量所经历的时间约为3.4ms;理论推导也表明,在单缸柴油机缸内实际气体状态下也具有相似的取样过程.可见,所设计的取样机构能够满足全气缸取样要求.

摘要： 本文利用多体系统动力学及解析罚函数法建立了球笼式等速万向节的多体接触碰撞力学模型,对其动态性能进行了仿真,利用赫兹接触应力进行了动态接触应力分析,并且考虑了关键制造公差对球笼式等速万向节动态特性及动态接触应力的影响,为球笼式等速万向节的动态设计提供了一种新方法.

摘要： 本文在落棒过程中的流体-结构横向耦合作用分析的研究基础上，考虑控制棒与导向管之间的碰撞接触问题，建立了控制棒组件横向弯曲振动方程；同时考虑控制棒组件在下落过程中受到的重力、流体阻力及由于碰撞产生的导向管对控制棒的摩擦力，建立了控制棒组件的竖向运动方程。控制棒组件的横向运动和竖向运动是相互耦合的，需要同时求解。采用有限元方法对控制棒的横向运动控制方程进行离散，在每个时间步长内使用Newmark数值积分方法求解控制棒横向位移，并对控制棒的横向振动位移进行判断并计算相应碰撞力及摩擦力，同时求解控制棒竖向运动。使用以上述方法为基础编写的控制棒组件落棒过程的分析程序对某反应堆的落棒过程进行了分析，验证了本文方法是有效的。

摘要： 本文在落棒过程中的流体-结构横向耦合作用分析的研究基础上，考虑控制棒与导向管之间的碰撞接触问题，建立了控制棒组件横向弯曲振动方程；同时考虑控制棒组件在下落过程中受到的重力、流体阻力及由于碰撞产生的导向管对控制棒的摩擦力，建立了控制棒组件的竖向运动方程。控制棒组件的横向运动和竖向运动是相互耦合的，需要同时求解。采用有限元方法对控制棒的横向运动控制方程进行离散，在每个时间步长内使用Newmark数值积分方法求解控制棒横向位移，并对控制棒的横向振动位移进行判断并计算相应碰撞力及摩擦力，同时求解控制棒竖向运动。使用以上述方法为基础编写的控制棒组件落棒过程的分析程序对某反应堆的落棒过程进行了分析，验证了本文方法是有效的。

摘要： 本发明公开了一种燃料棒接触式测量防碰撞结构及其防碰撞方法，包括能够进行滑动的底座，所述底座上设置有安装块，安装块与底座连接，在安装块上设置有支撑滑块，且支撑滑块能够在安装块上沿着安装块的上表面滑动，支撑滑块的滑动方向与底座的滑动方向相同，在支撑滑块上设置有缓冲机构，缓冲机构连接有测量探头，且测量探头能够随着缓冲机构滑动，且滑动方向与支撑滑块滑动方向相同。本发明能够将防碰撞自动实现，压力设计逐级递增，可在燃料棒接触式测量过程中将接触压力限制在安全范围内，既保证燃料棒接触式测量过程中的较大活动范围，又保证接触压力不对探头或燃料棒造成破坏。

摘要： 本发明提出一种用于车身接触式三坐标测量的连续碰撞检测方法，本发明结合被测量车身的结构模型和测点信息，对测头所扫描的轨迹进行碰撞点的检测，短时间内获得所有碰撞点，提高了三坐标测量仪检测碰撞的效率。本发明首先根据测量车身的测点信息，同时结合测头矢量方向要求的公差要求，利用覆盖集求解方法测点集进行聚类，获得需标定测头角度集合，减少了测头在测量过程中转动的时间；利用测头连续运动构建包络空间；利用包络空间减少测量点云的数目；最终，利用二分法对碰撞路径进行细分，得到无遗漏的碰撞点，保证传统碰撞检测过程的“隧道效应”的消失，提升接触式测量的路径规划效率与精度，加快工艺开发节奏。

摘要： 本发明公开了一种燃料棒接触式测量防碰撞结构及其防碰撞方法，包括能够进行滑动的底座，所述底座上设置有安装块，安装块与底座连接，在安装块上设置有支撑滑块，且支撑滑块能够在安装块上沿着安装块的上表面滑动，支撑滑块的滑动方向与底座的滑动方向相同，在支撑滑块上设置有缓冲机构，缓冲机构连接有测量探头，且测量探头能够随着缓冲机构滑动，且滑动方向与支撑滑块滑动方向相同。本发明能够将防碰撞自动实现，压力设计逐级递增，可在燃料棒接触式测量过程中将接触压力限制在安全范围内，既保证燃料棒接触式测量过程中的较大活动范围，又保证接触压力不对探头或燃料棒造成破坏。

摘要： 本发明特别涉及一种用于车辆碰撞分析的计算机实现的方法。该方法包括提供表示车辆外表面的B‑Rep，该B‑Rep具有面。该方法包括为接触球体提供半径值。该方法还包括针对半径值确定B‑Rep的一个或多个两点接触曲线。该确定包括，对于每个相应的两点接触曲线，基于B‑Rep求解相应的微分方程。该方法形成了用于车辆碰撞分析的改进解决方案。

摘要： 本发明公开了一种基于点面算法的接触‑碰撞局部搜索方法，针对接触全局搜索给出的各从点的潜在接触主面，分步骤执行初步筛选和详细筛选算法，有效地解决了与各从点相对应的最优接触主面的确定问题。采用新的“距离”定义，可处理网格存在较大长细比、形状不规则等造成的接触搜索遗漏问题；根据网格拓扑连接关系，构造三角形面进行范围测试，并分类处理凹面、凸面、棱边，可有效解决网格一阶不连续导致的接触搜索遗漏问题；采用投影深度的大小进行最终筛选，可在主面间光滑过渡，避免接触力发生跳跃；本发明涉及的接触‑碰撞局部搜索方法，可支撑复杂网格模型单面接触、侵蚀接触等接触类型的模拟。

摘要： 本发明公开了一种基于蚁群算法的非接触式防碰撞移动机器人，包括机器人主体、信号接收头部、激光检测单元、移动轮、伺服电机、圆齿轮、侧向齿轮、活动杆、吸尘管、输送管、吸尘风机、引流管、集尘箱和刷毛，所述机器人主体的上端设置有信号接收头部，且机器人主体的边侧固定连接有激光检测单元；还包括：用于固定刷毛的支撑板，所述支撑板的上端安装在活动杆的下端，且支撑板的边侧安装有调节块；拉绳，用于连接所述中心杆和横板的下端旋转轴。该基于蚁群算法的非接触式防碰撞移动机器人，能够在对地面的垃圾和灰尘进行清扫时方便对不同范围的灰尘进行清扫，同时能够在吸取灰尘时使其吸尘范围进行动态变化。

摘要： 本实用新型属于农业机械技术领域，具体为一种大棚用轨道车接触式碰撞停车机构，包括两条光轴导轨；光轴导轨上分别安装有光轴导轨固定块，所述光轴导轨固定块与所述光轴导轨滑动连接，光轴导轨固定块分别固定连接于轨道车两侧，两条光轴导轨一端固定连接有两级碰撞缓冲结构；两级碰撞缓冲结构包括二级碰撞杆，所述二级碰撞杆与光轴导轨固定连接，二级碰撞杆远离所述光轴导轨一侧设置有一级碰撞杆，二级碰撞杆与一级碰撞杆通过弹性件活动连接；本实用新型通过两侧光轴导轨一端安装二级碰撞杆，二级碰撞杆和一级碰撞杆通过弹性件活动连接，两光轴导轨固定块与二级碰撞杆通过软质长弹簧连接，满足高温高湿下轨道小车发生碰撞后及时停车的需求。

摘要： 本发明涉及一种基于自优化卷积神经网络(CNN)的内膛复杂表面接触碰撞响应预测方法，其包括：S1、基于火炮射击测试数据，根据身管‑弹丸试验平台建立磨损身管‑弹丸接触碰撞有限元模型；S2、基于有限元模型，结合试验平台测试结果，构建样本集；S3、基于样本集，根据遗传算法‑序列二次规划算法组合优化算法的协同工作机制，实现超参数自优化，从而获取最佳超参数组；同时，在超参数的寻优中训练并得到最佳的基于自优化CNN的身管‑弹丸接触碰撞模型；S4、根据所得身管‑弹丸接触碰撞模型，进一步研究接触碰撞响应变化规律。本发明考虑磨损内膛复杂表面影响以及接触碰撞能量损失，在保证了响应精度的同时，还极大提高了预测效率。

摘要： 本发明公开了一种用于航空结构冲击分析的接触碰撞分析方法，包括步骤：一、构建航空结构有限元模型的接触表面；二、确定从节点n接触的主单元面；三、计算从节点n在主单元面S上的投影点c的局部坐标；四、判断从节点n是否穿透主单元面S；五、在从节点n和投影点c之间施加法向接触力和摩擦力。本发明将接触表面的所有主节点分类放置在各个bucket内，再进行接触搜索，大大减小了接触搜索的计算量，提高了计算速度和效率；随后将投影点局部坐标计算公式转化为求解一元二次方程组，从而替代了传统的牛顿拉普森迭代算法，大大增加了投影点局部坐标计算速度与效率，实现了一种非迭代的计算方法，提升了接触碰撞分析方法的鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种用于航空结构冲击分析的接触碰撞分析方法，包括步骤：一、构建航空结构有限元模型的接触表面；二、确定从节点n接触的主单元面；三、计算从节点n在主单元面S上的投影点c的局部坐标；四、判断从节点n是否穿透主单元面S；五、在从节点n和投影点c之间施加法向接触力和摩擦力。本发明将接触表面的所有主节点分类放置在各个bucket内，再进行接触搜索，大大减小了接触搜索的计算量，提高了计算速度和效率；随后将投影点局部坐标计算公式转化为求解一元二次方程组，从而替代了传统的牛顿拉普森迭代算法，大大增加了投影点局部坐标计算速度与效率，实现了一种非迭代的计算方法，提升了接触碰撞分析方法的鲁棒性。