简介:主要介绍一种基于Modelica语言的泵车臂架系统多领域耦合动力学仿真建模方法.泵车臂架系统是典型的机械、液压、控制等多领域耦合系统,在其频繁的启动、制动过程中,变幅机构和液压元件均承受着强烈的冲击和振动.传统的单一领域动力学建模方法很难全面反映泵车臂架系统的整体动力学性能,然而通过几种仿真工具进行联合仿真的方法亦难免存在建模效率、仿真速度等方面的问题.针对以上不足,以某型泵车为研究对象,提供一种基于多领域统一建模语言Modelica的机械、液压及控制等多场耦合的泵车臂架系统动力学建模方法,并对其工作过程进行了动态仿真.该模型具有模块化、层次化、规范化和参数化,以及仿真模型互操作性和重用性强的特点.
简介:当机械臂的质量很轻,尤其是空间应用场合,机器人系统将受到高度柔性限制并且不可避免地产生机械振动.本文为了证实提出的控制不期望残余振动的方法,设计并建立了柔性机器人实验平台.控制方案采用交流伺服电机通过谐波齿轮减速器驱动柔性机械臂,利用粘贴在柔性臂上的压电陶瓷片(PZT)作为传感器来检测柔性臂的振动.对由于环境激励,尤其是在电机转动(机动)时由于电机力矩产生的振动,采用了几种主动振动控制器:包括模态PD控制,软变结构控制(VSC)和增益选择变结构方法,进行柔性臂的振动主动控制实验研究.通过实验比较研究,结果表明采用的控制方法可以快速抑制柔性结构的振动,采用的控制方法是有效的.
简介:基于三维、非定常、不可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型,利用计算流体软件FLU-ENT,对列车通过时路堤声屏障气动力特性进行数值仿真,研究了声屏障上脉动力的变化.建立了高速列车通过路堤声屏障的数值计算模型,采用FLUENT中的滑移网格技术,对声屏障时产生的气动力进行数值模拟,列车速度分别为200km/h、250km/h、300km/h、350km/h.通过计算得到不同列车速度下声屏障上气动力的大小和变化情况,分析了气动力沿声屏障垂向和声屏障纵向的变化规律,并拟合了声屏障压力波幅值与列车速度的关系式.在ANSYSWorkbench软件中建立了声屏障的结构计算模型,将声屏障上的气动力作为外部荷载加到声屏障上,对其进行了模态分析和瞬态动力学分析.
简介:伸出织物表面的短、粗纤维末梢是产生贴身纺织品针刺感的主要原因,本质是纤维末梢刺扎并诱发皮肤伤害性机械刺激感受器.通常基于固定-铰接约束条件下弹性压杆轴向压缩稳定性理论,计算纤维末梢的临界压力判断这种感受器的诱发可能性.然而,这种方法忽略了织物握持纤维末梢的强度、纤维末梢接触皮肤的滑动阻力及其柔韧性特征.本文以伸出织物表面的直立纤维末梢为对象,假设其织物握持端为线弹性转动约束、另一端受皮肤的接触反作用力和滑动阻力作用,建立纤维末梢刺扎人体皮肤的弯曲变形力学模型.通过参数化模拟,本文比较分析了纤维末梢在弹性-支撑约束和固定-铰接约束条件下的弯曲变形行为.研究发现,纤维末梢在弹性-支撑约束条件下的弯曲力学行为才能解释其刺扎皮肤产生的大多数力学现象及针刺感现象.
简介:对构造的单边碰撞悬臂梁系统进行实验的定性研究,在基础激励实验中,变换多次激励频率,通过加速度传感器测量悬臂梁测点的响应信号,并通过力传感器测量得到限位器与柔性悬臂梁之间的碰撞力.通过Matlab软件对实测响应的时、频域分析处理,观察到系统复杂的周期、概周期、混沌等多种运动形式,并发现其中运动形式变化的区间存在突变.尝试对实验时域数据计算最大Lyapunov指数,以进一步验证其中混沌的存在,进一步发现了混沌响应下末端加速度响应与碰撞力的传递函数具有频响函数特征.实验研究体现了非线性动力学现象,也对分析应用混沌运动的实验结果提供了一个新视角.
简介:根据符号动力系统与真实动力学系统拓扑共轭的特性,本文提出动态标架分割法,把动力学系统的某时间变量序列转化成符号序列;运用Lemple-Ziv复杂度算法计算该符号序列的复杂度值,据此对动力学系统的复杂性进行分析,从而可以对动力学系统的性质进行定性地判断,以杜芬振子为例,数值模拟结果表明基于动态标架分割法计算得到的复杂度能够很好地描述系统的复杂性,并可定性地判断系统的性质。
简介:在外弹道数据处理中,奇异点处理、特征点求取与随机误差削弱都是精度估计的关键环节.本文首先利用小波变换在处理奇异点、特征点、噪声消除方面的优势,对观测数据进行基于小波变换的分解、融合、重构处理,剔除奇异点,查找特征点,削弱随机误差.其次利用节点自由分布B样条描述导弹运动轨迹,使该弹道确定方法转化为关于求解导弹轨道样条表示参数和测量系统误差的多模融合的非线性优化问题,采用非线性最优化方法,进而得到待估参数的最优估计,完成弹道的最佳逼近.仿真结果表明,该技术应用在奇异点处理、特征点提取与随机误差削弱方面效果较好,多模融合算法能减少计算量,且能切实提高参数估计精度.
简介:研究了横向气动载荷和参数激励联合作用下复合材料悬臂外伸矩形板在伸出过程中的非线性动力学问题.根据Reddy的高阶剪切层合板理论,应用Hamilton原理建立了外伸板在横向气动力和参数激励作用下的非线性动力学方程,其中横向气动力采用一阶活塞气动力.然后应用Galerkin方法对系统偏微分形式的非线性方程进行离散,得到了一组时变系数的非线性动力学方程.在此方程的基础上,对复合材料悬臂外伸板进行了数值模拟分析,讨论了外伸速度对悬臂外伸板非线性动力学特性的影响.
简介:研究外部扰动力矩作用下航天器的混沌姿态运动,引入Deprit正则变量建立系统的Hamilton结构,应用Melnikov方法预测系统产生的稳定流形和不稳定流形的横截相交,得到系统产生混沌姿态运动的条件。研究表明:随着转子转动惯量的增加,引起系统出现混沌姿态运动的激励频率的范围逐渐减小。最后,对相空间轨线的数值模拟表明理论分析的可靠性。
简介:研究了一类参数激励和外激励联合作用下四边简支薄板在1:1内共振下的周期解分叉.首先,根据vonKarman方程推导出四边简支薄板的运动控制方程,利用Galerkin方法得到参数激励和外激励联合作用下的两个自由度的运动方程.然后,通过引入周期变换和相应的Poincar6映射推广了次谐Melnikov方法.最后,对系统进行数值模拟验证了理论的正确性.