【摘 要】
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提出一种新型浮动基多机协调并联吊运系统,该系统由3台浮式机器人及柔索并联系统构成.以该系统为研究对象,利用D-H变换及齐次变换矩阵对整个系统进行运动学建模.根据流体力学理论建立了浮基的垂向的动力学方程.针对不同的吊运系统构型,利用拉格朗日方程分别建立了吊运系统的动力学模型.引入数值分析的思想,提出一种新的模型用于描述由于负载运动与浮基运动所产生的双向动力学耦合.并结合实例,采用数值仿真的方法,对不同耦合情况下整体系统在垂向的动力响应进行了分析比较.所得结论可用于该机构进一步的理论研究及样机研发,也可用于起
【机 构】
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兰州交通大学机电工程学院,兰州730070
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提出一种新型浮动基多机协调并联吊运系统,该系统由3台浮式机器人及柔索并联系统构成.以该系统为研究对象,利用D-H变换及齐次变换矩阵对整个系统进行运动学建模.根据流体力学理论建立了浮基的垂向的动力学方程.针对不同的吊运系统构型,利用拉格朗日方程分别建立了吊运系统的动力学模型.引入数值分析的思想,提出一种新的模型用于描述由于负载运动与浮基运动所产生的双向动力学耦合.并结合实例,采用数值仿真的方法,对不同耦合情况下整体系统在垂向的动力响应进行了分析比较.所得结论可用于该机构进一步的理论研究及样机研发,也可用于起重船吊物系统的动力响应研究.
其他文献
为了控制齿轮工作过程中产生的振动,将分数阶比例-积分-微分(PID)控制器引入,建立了基于速度反馈分数阶PID控制的齿轮传动系统动力学模型.利用增量谐波平衡法求得了该模型的五阶近似解析解,并利用幂级数展开法验证了该解析方法的正确性.通过幅频响应曲线详细地分析了速度反馈分数阶PID控制器各环节的系数和分数阶阶次对齿轮传动系统振动特性的影响.最后对在分数阶PID控制器、整数阶PID控制器及无PID控制器作用下的系统响应进行了比较,并讨论了分数阶PID控制器对于啮合刚度系数和激励幅值的鲁棒性.
为确保对滚动轴承故障诊断的有效性,结合卷积神经网络(CNN)在图像特征提取与分类识别的优势,利用格拉姆角场(GAF)将滚动轴承一维振动信号转换为二维图像数据,既保留了信号完整的信息,也保持着信号对于时问的依赖性.并由此提出基于卷积神经网络与双向门控循环单元(BiGRU)的诊断模型.首先将二维图像作为模型的输入数据,通过卷积神经网络提取图像的空间特征,再由双向门控循环单元筛选其时间特征,最终由分类器完成模式识别.通过对滚动轴承不同故障程度以及不同故障位置的诊断试验,准确率分别达到99.63％以及99.28％
基于典型内凹蜂窝负泊松比蜂窝结构,设计了一种具有角度梯度分布的新型内凹负泊松比蜂窝结构,建立了双向递增和双向递减两类角度梯度变化的内凹蜂窝有限元模型.对典型负泊松比蜂窝结构和双向角度梯度蜂窝结构的吸能效果进行了准静态试验研究对比.通过有限元软件ABAQUS/Explicit,研究了面内倾斜冲击载荷作用下两类角度梯度内凹蜂窝结构的变形模式、平台应力和能量吸收特性.计算结果表明,当冲击倾角为2°时,角度梯度值为3°的新型角度梯度蜂窝结构具有较高的平台应力和良好的能量吸收模式.
为了探究轴向压缩载荷对音板木材的振动和声学响应特性的影响,深入研究术质材料的发声机理.本研究模拟音板木材在实际装配中受到的约束和轴向压缩载荷,利用双通道快速傅里叶变换(FFT)频谱分析仪对200 ～1600 N轴向压缩载荷作用下音板木材的振动和声学性能进行检测.分析发现:在弹性形变范围内,随着轴向压缩载荷的增大,木材的共振频率呈下降的变化规律;轴向压缩载荷与音板木材的各声学参数呈显著的线性相关.通过SEM扫描电镜观察发现,正常、通直的细胞壁由于轴向压缩出现不同程度的褶皱,这是音板木材振动和声学性能变化的重
为从动态冲击试验中获取毁灭性碰撞时准确的特征参数,考虑动态冲击试验中台车撞击头对试验结果的影响,参考反求凸轮轮廓的设计思想,提出了根据立柱倒伏的路径反求撞击头轮廓的设计方法.此外,成功将台车撞击埋入硬黏土中的单柱有限元仿真模型校准为台车动态冲击试验,并利用校准后的有限元仿真模型对反求出的撞击头轮廓进行仿真分析,验证了反求H的撞击头能够反映桩基真实的承载能力.
为了提高卫星结构优化的设计质量和计算效率,结合径向基函数(RBF)代理模型和自适应模拟退火(ASA)算法提出了一种基于高保真度动态代理模型(HFDSM)的全局优化方法.该方法依据全局优化结果构造了一种搜索空间自适应更新策略,在优化过程中完成搜索空间的更新后,在其内部补充样本点以及重建近代理模型,并以最优解的预测误差和目标函数的下降程度作为优化过程收敛的判定准则,保证了优化的全局收敛性和最优解处的模型精确性.高维测试函数和工字梁算例的优化结果表明,该方法不仅能获得高精度的优化结果,还显著提高了优化求解的效率
为了研究地震作用下浮放物体的运动状态,将浮放物体简化为木制块体,共设计了9个试件,围绕可能发生的滑移、滑移-摇摆以及摇摆(倾覆)3种运动状态,考虑宽高比、地震波的卓越频率、体型大小、形状以及质心高度等因素的影响,采用振动台试验和数值模拟相结合的研究方法,对浮放物体的运动状态进行了系统性的研究.结果 表明:浮放物体的宽高比不同时,宽高比越大,试件越稳定,而宽高比相同时,长方体试件比圆柱体试件更稳定;浮放物体的运动响应随地震波卓越频率的增大而减弱;体型的变化对浮放物体的滑移量无影响,摇摆角随体型的增大而减小;
应用三维不可压缩大涡模拟(LES)模型结合FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)方程,对外置和下沉两种不同受电弓安装方式下受电弓区域流场和气动噪声进行数值模拟,在此基础上分析了受电弓舱对受电弓区域流场和气动噪声的影响.结果 表明:受电弓舱会显著影响受电弓区域的气流流动状态进而改变受电弓表面的气动声源强度和分布;两种安装方式下,受电弓区域向轨道两侧辐射的噪声均由受电弓本身所主导;与升弓状态下的受电弓相比,受电弓舱对降弓状态下的受电弓的气动噪声的降噪效果更好.
基于MSC.Dytran软件的一般耦合方法,对空化器以不同初速度垂直入水的过程进行了数值模拟,对比研究了具有泡沫铝降载机构的空化器与铝合金空化器的轴向加速度及轴向力响应规律,分析了泡沫铝构件的降载效能.结果 表明:降载空化器与铝合金空化器的轴向加速度峰值及轴向力峰值均正比于入水速度;轴向加速度幅值降载率可达70％,轴向力幅值降载率可达14％.
为提高再生混凝土(RC)的力学性能,以玄武岩纤维和纳米氧化硅为增强材料对再生混凝土进行改良,形成玄武岩纤维与纳米氧化硅复合改性再生混凝土,通过静态抗压性能试验及分离式霍普金森压杆(SHPB)试验,研究了玄武岩纤维与纳米氧化硅对改性再生混凝土破坏形态及静动态抗压强度的影响.研究表明:随应变率增大,破坏形态由完整经破裂向粉碎过渡,动态抗压强度、动态增强因子、比能量吸收均呈增大趋势;取代率对试块破坏状态、动态抗压强度及比能量吸收不产生规律性影响,但静态抗压强度随取代率的增大而降低;玄武岩纤维有利于增强试块破坏时