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1.
周川赵春花独亚平郭嘉辉 《农业装备与车辆工程》2023,(2):101-104
在现有的梁单元基础上,通过共用系数,提出了一种新的二维ANCF横向高阶剪切梁单元。通过连续介质力学方法对单元进行弹性力建模,建立了单元动力学方程。通过理论推导证明了新单元能够较好缓解泊松闭锁问题。并且通过静力学、动力学等数值实例进行了仿真求解。将新单元与有限元结果与现有梁单元计算结果进行对比,发现相对现有梁单元,新单元收敛精度大大提高,与有限元结果基本一致;证明了新单元对泊松闭锁问题的处理可行性。 相似文献
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《农业装备与车辆工程》2021,(9)
采用基于Yeoh本构的绝对节点坐标四面体单元对软体驱动器进行建模,并对其进行力学分析。基于应变能密度函数,推导了Yeoh本构模型的弹性力阵及其导数阵;根据虚功原理建立了多腔体气动软体驱动器静力学平衡方程。由于橡胶等超弹性材料不易收敛,采用载荷增量法对静力学平衡方程进行求解。将仿真结果与ABAQUS的仿真结果进行对比,可知随着单元数的增加,绝对节点坐标四面体单元结果与ABAQUS仿真结果趋于一致,验证了绝对节点坐标四面体单元对气动软体驱动器建模的正确性。 相似文献
3.
针对含柔性动平台的空间并联机器人刚柔耦合问题,基于Bézier三角形与绝对节点坐标法提出一种高阶柔性三角形厚板单元模型和连续性约束条件,基于该模型分析动平台变形状态及其对系统动力学特性的影响。利用自然坐标法与绝对节点坐标法建立刚柔耦合系统动力学模型,通过引入板单元第4个面积坐标的二阶梯度来描述厚度方向上的变形并解决泊松闭锁问题,结合广义-α法与牛顿迭代法求解动力学方程,并对系统静力学模型和动力学模型进行仿真分析。结果表明,动平台在运动过程中产生的周期性凹陷变形对机器人空间位姿的影响与机构布局方式、质量分布和负载作用方式完全一致,系统刚性构件与柔性动平台的运动耦合方式符合多体动力学模型的非线性规律;运动轨迹误差低于1.2×10-12 mm,动力学方程和约束方程迭代误差均小于设定阈值10-6和10-14,求解精度能满足工程应用要求;基于不同参数开展仿真对比分析,验证了所述方法的有效性和通用性。 相似文献
4.
为研究柔性杆件对空间并联机构动力特性的影响,以具有结构冗余的3-RRPaR空间并联机构为研究对象,提出建立冗余空间并联机构刚柔耦合动力学模型的通用方法。基于绝对节点坐标法建立了三维二节点梁单元模型,分析了机构的结构特征,利用拉格朗日乘子法推导了机构的刚柔耦合动力学方程,采用广义α方法在Matlab中对其动力学方程进行数值求解,得到不同弹性模量下的动力学响应曲线。结果表明,柔性杆件对机构输出特性产生重要的影响,弹性模量越小,对机构的影响越大,且弹性模量对动平台加速度的影响最为显著。本研究为空间并联机构的刚柔耦合动力学建模提供了研究思路。 相似文献
5.
空间刚柔耦合并联机器人动力学求解策略 总被引：2，自引：0，他引：2
针对空间刚柔耦合并联机器人在动力学方程求解过程中存在的违约问题,提出了一种基于瞬态刚体校正法的非线性动力学模型求解方法。利用自然坐标法和绝对节点坐标法构建该3-RRRU并联机器人的正动力学模型与逆动力学模型,考虑各支链柔性空间梁单元的剪切效应,并可描述其大范围非线性弹性变形。基于自然坐标法和刚性机构的运动学模型,分别提出2种动力学模型的瞬态刚体校正法,同时从系统能量等角度总结出获取该动力学系统稳定因果解的求解策略。仿真结果表明,动力学方程的求解精度为10-6,约束方程的相容误差为10-8,满足工程应用的要求,且有效地改善了动力学系统的综合收敛性能。通过圆形轨迹跟踪实验可知,与理想刚性模型的控制方法相比,基于逆动力学稳定因果解构建控制方法最大跟踪误差降低了0.372 mm,圆度误差降低了1.46 mm;各柔性杆上特征点处主应变测量值与理论计算值均处同一数量级,且具有相同的变化趋势,从而验证了该方法的有效性。 相似文献
6.
基于传统水泵,设计了一种由多组单元泵组插装而成的二维插装水泵。单元泵组由两个单元泵组成,通过两个单元泵的配合可以消除流量脉动。基于其中的基础组件,即两个单元泵的组合特性展开了研究。通过理论分析与对比,阐述了二维插装水泵的工作原理,说明了二维插装水泵的潜在优势,包括结构力平衡、排量大、油水分离、无结构性流量脉动等。同时,针对凸轮与滚子之间的接触曲面进行了数学建模与分析。有别于二维取点后补偿得到接触点的方式,接触曲面的数学建模方法采取分析滚子与凸轮的空间接触关系,基于空间关系建立接触曲面的坐标模型,接触曲面的数学模型在精度上优于二维取点补偿法。通过对活塞运动规律和两个单元泵组流量特性的试验研究,验证了接触曲面数学模型的正确性和二维插装水泵无结构性流量脉动的优点。 相似文献
7.
陈勇军 《中国农村水利水电》2010,(8)
采用二维非线性有限元分析方法,筑坝材料本构模型选用邓肯E-ν模型,对清林径水库扩建工程加高后主坝进行了应力应变分析,比较全面的了解了土石坝坝体变形和应力分布规律.计算结果表明,新老坝体结合面剪切作用较强,计算应力水平较高,可能发生剪切破坏,产生剪切裂缝. 相似文献
8.
建立二维有限元模型模拟管道结构中一种声发射(AE)的产生和传播，通过耦合相关节点位移自由度的方法使二维的AE波扩展成三维来激励粘贴于管道表面的正交异性压电复合材料(OPCM)，读取节点电压信号来模拟传感元件的输出，并对输出信号作了基于Margenau-Hill能量分布的时频分析，讨论这种无噪声影响理想条件下，正交异性压电复合材料的动态传感特性，为以后管道AE监测中传感元件的开发提出了理论模型和设计方法。 相似文献
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10.
通过研究以动力激励下结构响应的位移为目标或约束的结构动力学优化设计，利用解析的方法推导出动力位移响应灵敏度计算公式，并成功地移植到有限元程序中。程序在计算包括杆、梁、板、二维、三维单元在内的所有算例时，动力位移响应的灵敏度精度均可达到97％，并且迭代次数少，求解效率高。 相似文献
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12.
基于移动坐标的计算原理，建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型。通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项，对该模型进行扩展，使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应。借助土力学中边坡稳定性理论，对河岸崩塌变形进行数值模拟。将扩展后的模型应用于一概化弯道上，计算结果与现有的认识一致。 相似文献
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为实现大空间转动弹性梁的高速、高精度平稳控制,首先需解决弹性梁的非线性动力学建模问题,并完成动力学解耦。假设柔性连杆为欧拉-伯努利梁,应用假设模态法进行坐标离散,采用Galerkin法和Hamilton最小变微分原理建立弹性梁柔性动力学模型;基于摄动理论构建正则摄动式,应用多尺度法对摄动式进行改进,对比分析了常规正则摄动法、改进后摄动法的解耦精度,应用四阶Runge-Kutta法验证了所提出方法的有效性与可行性。数值仿真结果表明,改进后的摄动法解耦精度高,解耦误差比常规正则摄动误差降低一个数量级,解决了低阶正则摄动法解耦精度低的问题,避免了采用高阶摄动来提高解耦精度而产生庞大计算量的弊端。 相似文献
14.
利用有限元方法对气门弹簧的动态特性进行了研究,利用MSC.Nastran的MSC.Patran建立了气门弹簧的有限元模型;为了考查气门弹簧在运动过程中由于簧圈接触而带来的非线性因素的影响,引入了三维间隙(GAP)单元,计算了气门弹簧的刚度值和模态特性。通过比较分析可知,考虑接触非线性因素后的GAP单元模型能很好地模拟实际状态下的气门弹簧特性,为气门弹簧的动态设计奠定了基础。 相似文献
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基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型.通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应.借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟.将扩展后的模型应用于一概化弯道上,计算结果与现有的认识一致. 相似文献
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动车组污物箱通过螺栓连接到车体底架牵引梁两侧,一旦联接螺栓发生脱离或断裂,将导致污物箱与牵引梁之间发生分离,甚至有直接从车体上掉落到动车组行驶线路上的危险,后果不堪设想.文章将通过实体单元与接触单元建立螺栓与被连接件的有限元模型,对其进行接触非线性有限元分析. 相似文献
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针对连续蚁群算法(CACA)中模型参数必须限定在［0,1］区间,以及不能搜索到节点之间可能存在的最佳函数值的缺点,对其做出2点改进:(1) 修改蚂蚁路径解码公式,将参数域扩展到整个实数域;(2) 将蚂蚁寻优路径二维表T(m×d+m+1,10)改为三维搜索表T(m,d+2,10),比二维表减少了10×m-10个节点城市.得到改进的连续蚁群算法所需的节点少,减少了无效搜索路径,大大提高了运行速度和精度;引入到投影寻踪模型中,得到各指标的权重值,并以陕西关中交口抽渭灌区为例进行了实证研究.评价结果显示:交口抽渭灌区在1999,2005,2008,2011年的综合投影值分别为1.353 1,2.074 7,2.502 2,2.403 9,运行状况所属级别为中等、中等、较好、较好.2011年的运行状况较之前的发展趋势有所下降,评价结果与灌区实际情况相符. 相似文献
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基于介电型电活性聚合物(DEAP)变形时的电容变化原理,设计并实现一种传感单元,其内框可在平面内移动,用于检测平面位移。建立该传感单元的几何模型,得出其电容变化和内框位移的关系。采用差动测量法测量敏感单元电容变化,建立了面对面敏感单元的电容差值和内框平移量的关系。利用该传感单元设计了一个二自由度角度传感器用来测量关节转角,同样采用差动测量法建立了电容差值和转角的关系。实验测得其沿X轴和Y轴平移灵敏度为-57.2 pF/mm和-58.0 pF/mm,绕X轴和Y轴旋转灵敏度为-139.4 pF/(°)和141.6 pF/(°)。测试结果与分析结果较为吻合,验证了DEAP应用于位移传感器和角度传感器的可行性。 相似文献