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反铲液压挖掘机运动学分析及轨迹规划
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作者 蔡敢为 田军伟 +1 位作者 王芬 齐港 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期235-241,共7页
这城以某型反铲液压挖掘机为研究对象,用螺旋理论对挖掘机进行了自由度分析,对挖掘机进行了参数建模,并基于螺旋理论、微分及对位置方程直接求导的三种方法对挖掘机进行了速度加速度分析,并给出了求解速度加速度的算例,最后求解了挖掘... 这城以某型反铲液压挖掘机为研究对象,用螺旋理论对挖掘机进行了自由度分析,对挖掘机进行了参数建模,并基于螺旋理论、微分及对位置方程直接求导的三种方法对挖掘机进行了速度加速度分析,并给出了求解速度加速度的算例,最后求解了挖掘机的工作空间;挖掘机实际工作过程中,由于土壤环境的复杂性,为保证挖掘机平稳连续的工作,在一定运动学约束范围下提出了一种基于粒子群算法的无障碍最优时间轨迹规划;文章进行了挖掘机的Adams仿真实验,对Matlab中进行的数值轨迹规划进行了仿真,结果证明了Matlab中轨迹规划的正确性。文章为反铲液压挖掘机的设计提供了一种参考,提出的无障碍最优时间多项式插值规迹规划在避障的同时节省了工作时间,使挖掘机能更加高效平稳的工作。 展开更多
关键词 挖掘机 螺旋理论 运动学分析 规迹规划 仿真实验
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基于功能分析的新型装载机构型综合研究 被引量:23
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作者 蔡敢为 潘宇晨 +1 位作者 王红州 戴建生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期50-59,共10页
传统的机械式工程机械采用单自由度机构,所能完成的动作单一,动作轨迹不能变化;液压式工程机械可以灵活地执行各种工程动作,但其液压系统零部件的精度要求和成本高、可靠性不理想、易漏油、传动效率低等不足。这个棘手问题长期未能有效... 传统的机械式工程机械采用单自由度机构,所能完成的动作单一,动作轨迹不能变化;液压式工程机械可以灵活地执行各种工程动作,但其液压系统零部件的精度要求和成本高、可靠性不理想、易漏油、传动效率低等不足。这个棘手问题长期未能有效解决。将变胞机构和多自由度可控机构应用于工程机械等领域,可克服现在的机械式和液压式工程机械的各自不足,既能像液压式工程机械那样变化运动轨迹、执行各种动作,又没有液压系统的缺陷,具有良好的应用前景。研究这类新型机构的型综合问题,针对现有典型装载机产品的特点,采用工作机理的动作表达方法,将液压式装载机的工作机理作为依据和出发点,把其转化为工艺动作过程。结合变胞机构、可控机构、及并联机构等有关研究成果,综合应用构型演化法、基于螺旋理论的约束综合法等机构创新设计理论和方法,在功能分析的基础上完成了装载机新型执行机构的概念设计。获得了一批新型多自由度可控机构式装载机构构型,包括具有变胞功能的可控机构式装载机构构型,并由试验验证了多自由度可控机构用于装载机等工程机械的可行性,为这类机构的应用提供了一定的参考。 展开更多
关键词 装载机 功能分析 创新设计 型综合 可控机构 变胞机构
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一种轧机动力分析有限元模型 被引量:18
3
作者 蔡敢为 段吉安 +2 位作者 易幼平 钟掘 陈培林 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第7期66-68,共3页
提出一种四辊轧机动态性能分析的平面有限元模型 ,该模型由梁单元、杆单元、刚度单元和质量单元等组成。根据该理论 ,可计算得到轧机容易激发的固有频率。
关键词 动态特性 轧机 有限元法 固有频率 垂直振动
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四步法三维编织复合材料杆件的刚度与阻尼分析 被引量:10
4
作者 蔡敢为 周晓红 廖道训 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期18-21,共4页
旨在预测四步法三维编织纤维增强复合材料矩形截面杆类构件的刚度和阻尼。基于层合板类推法和能量耗散原理,导出了此类构件的各种刚度系数和比阻尼容量计算公式。分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成,各单向纤维... 旨在预测四步法三维编织纤维增强复合材料矩形截面杆类构件的刚度和阻尼。基于层合板类推法和能量耗散原理,导出了此类构件的各种刚度系数和比阻尼容量计算公式。分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成,各单向纤维复合材料部分的单位能量耗散被分解为与σx′、σy′、σz′、τy′z′、τx′z′、τx′y′对应的六个分量。 展开更多
关键词 三维编织 复合材料 杆件 刚度 阻尼 四步法
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混流式水轮机转轮内流固耦合的有限元模型 被引量:7
5
作者 蔡敢为 蓝永庭 +1 位作者 李兆军 杨旭娟 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2008年第1期35-39,共5页
通过分析转轮在发电机组运行时的运转特点,推导出了转轮内部流体域以及叶片固体域的运动微分方程和边界条件,并根据变分原理,运用加权余量的迦辽金法,建立了转轮内部流固耦合有限元模型,模型反映了流体参数,机械振动状态以及叶片结构参... 通过分析转轮在发电机组运行时的运转特点,推导出了转轮内部流体域以及叶片固体域的运动微分方程和边界条件,并根据变分原理,运用加权余量的迦辽金法,建立了转轮内部流固耦合有限元模型,模型反映了流体参数,机械振动状态以及叶片结构参数的相互关系. 展开更多
关键词 混流式水轮机 流固耦合 有限元模型 变分原理
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多自由度可控装载机构的构型设计与综合研究 被引量:8
6
作者 蔡敢为 张林 +1 位作者 王小纯 陈渊 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第4期1-4,共4页
多自由度可控机构式装载机是一种将可控机构应用到工程机械领域而开发的新型装载机,为进一步研究此类可控装载机构新构型,分析研究了现有装载机工作装置的工作原理和结构特点;利用胚图插点的方法得出了平面两自由度五杆、七杆、九杆机... 多自由度可控机构式装载机是一种将可控机构应用到工程机械领域而开发的新型装载机,为进一步研究此类可控装载机构新构型,分析研究了现有装载机工作装置的工作原理和结构特点;利用胚图插点的方法得出了平面两自由度五杆、七杆、九杆机构所有拓扑胚图类型;根据可控机构式装载机结构特点,确定拓扑胚图中的功能构件,将满足条件的拓扑图转换为装载机构;通过提出可控装载机构择优准则,对所得构型进行分析和优选,得到可控装载机构最佳构型。 展开更多
关键词 装载机 工作装置 可控机构 型综合 拓扑胚图
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混流式水轮发电机组主轴系统振动特性分析 被引量:7
7
作者 蔡敢为 张永辉 +2 位作者 马存志 李兆军 杨旭娟 《计算机辅助工程》 2008年第3期1-3,17,共4页
针对混流式水轮发电机组振动现象严重影响水电站安全运行的问题,应用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,分析主轴系统固有频率及振型变化的特点,研究主轴系统的振动特性,并分析主轴系统在激励影响下发生共振的可能性及其振型.研究结果表明... 针对混流式水轮发电机组振动现象严重影响水电站安全运行的问题,应用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,分析主轴系统固有频率及振型变化的特点,研究主轴系统的振动特性,并分析主轴系统在激励影响下发生共振的可能性及其振型.研究结果表明,主轴系统在多种外激励作用下,除了产生强迫振动外,还可产生主共振、分数共振等复杂的振动现象.研究结果对进一步研究主轴系统动态特性有一定的参考价值. 展开更多
关键词 混流式水轮发电机组 主轴系统 振动特性 ANSYS
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内燃机曲轴振动时效工艺分析与装置设计 被引量:4
8
作者 蔡敢为 黄院星 李岩舟 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第S1期97-101,222,共6页
分析了振动时效处理消除曲轴残余应力效果不好的原因,以某型号内燃机曲轴为研究对象,设计了新的工艺和装置,对采用该工艺的振动时效处理装置进行计算机仿真。分析结果表明,该工艺和装置能够在偏心激振器的激振频率范围内使曲轴产生共振... 分析了振动时效处理消除曲轴残余应力效果不好的原因,以某型号内燃机曲轴为研究对象,设计了新的工艺和装置,对采用该工艺的振动时效处理装置进行计算机仿真。分析结果表明,该工艺和装置能够在偏心激振器的激振频率范围内使曲轴产生共振,可有效消除曲轴的残余应力,对大批量曲轴生产中振动时效工艺的制定提供了一定的理论依据,具有一定工程意义。 展开更多
关键词 振动时效 内燃机曲轴 工艺分析 装置设计 模态分析 谐响应分析
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轮式装载机工作机构动力学分析的有限元建模 被引量:3
9
作者 蔡敢为 张磊 +2 位作者 秦宇 任延举 张小杭 《机械传动》 CSCD 北大核心 2009年第6期35-38,共4页
运用等效单元思想,结合有限元方法,推导出轮式装载机工作机构的等效伪质量矩阵和等效力系表达式,并根据动力学普遍方程,建立系统的动力学非线性微分方程,求解采用降阶的四阶Runge—Kutta方法。建模过程简单,提高了建模的效率。所建方程... 运用等效单元思想,结合有限元方法,推导出轮式装载机工作机构的等效伪质量矩阵和等效力系表达式,并根据动力学普遍方程,建立系统的动力学非线性微分方程,求解采用降阶的四阶Runge—Kutta方法。建模过程简单,提高了建模的效率。所建方程反映了系统各个构件的运动关系,为轮式装载机工作机构的动力学分析提供了一种有效的建模方法。 展开更多
关键词 轮式装载机 动力学 有限元 等效单元
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混流式水轮发电机组主轴系统组合共振分析 被引量:4
10
作者 蔡敢为 杨旭娟 李兆军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期87-90,96,共5页
以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,用有限单元法建立系统的非线性全局耦合动态方程,并在此动态方程的基础上分析该系统在电磁力、自激惯性力共同作用下的组合共振特性,揭示了组合共振特性与系统的水力参数、电磁参数和结构参数... 以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,用有限单元法建立系统的非线性全局耦合动态方程,并在此动态方程的基础上分析该系统在电磁力、自激惯性力共同作用下的组合共振特性,揭示了组合共振特性与系统的水力参数、电磁参数和结构参数的关系。最后通过一实例进行了仿真分析,得到了系统的组合共振特性。 展开更多
关键词 水轮机 主轴系统 全局耦合 组合共振
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微机械动力学研究 被引量:5
11
作者 蔡敢为 王文龙 +1 位作者 刘平 朱从云 《湘潭矿业学院学报》 CAS 2002年第1期24-26,共3页
微机械是一个新兴的多学科交差的研究领域 ,具有广阔的应用前景 .目前微机械的研究成果主要侧重于制造加工工艺方面 ,而对微机械设计理论之系统研究则显缺乏 .在概述微机械发展状况的基础上 ,归结分析了微机械在组成结构、动力特性以及... 微机械是一个新兴的多学科交差的研究领域 ,具有广阔的应用前景 .目前微机械的研究成果主要侧重于制造加工工艺方面 ,而对微机械设计理论之系统研究则显缺乏 .在概述微机械发展状况的基础上 ,归结分析了微机械在组成结构、动力特性以及力学行为等方面异于宏观机械的一些新特征 ,阐述了研究微机械动力学的意义 ,并探讨了微机械动力学研究的内容、途径及有待解决的关键问题 .参 展开更多
关键词 纳米技术 微机电系统 动态仿真 动力特性 微机械动力学
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基于ANSYS的车轮强度分析与寿命预测 被引量:3
12
作者 蔡敢为 任延举 +2 位作者 张磊 朱晓慧 谭开强 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第3期186-187,共2页
运用有限元分析软件ANSYS建立了考虑螺栓及法兰作用效果的车轮整体模型。对其进行旋转加载,通过线弹性分析,得到车轮的应力分布。用名义应力法对车轮寿命进行预测,并与试验数据进行对比。结果表明,预测寿命与试验寿命基本吻合,证明了预... 运用有限元分析软件ANSYS建立了考虑螺栓及法兰作用效果的车轮整体模型。对其进行旋转加载,通过线弹性分析,得到车轮的应力分布。用名义应力法对车轮寿命进行预测,并与试验数据进行对比。结果表明,预测寿命与试验寿命基本吻合,证明了预测方法是有效的。 展开更多
关键词 车轮 ANSYS 弯曲疲劳试验 寿命预测
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非线性超谐式振动时效装置机理分析 被引量:2
13
作者 蔡敢为 邓培 +1 位作者 李岩舟 黄院星 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期105-108,222,共5页
振动时效是消除工件残余应力的一种有效手段,具有无污染、效率高,节约时间、能源和费用等特点。在使用过程中对于轧辊等这一类低阶固有频率高于现行激振器激振频率的高刚度工件,常规振动时效的激振频率无法接近或达到工件的固有频率,因... 振动时效是消除工件残余应力的一种有效手段,具有无污染、效率高,节约时间、能源和费用等特点。在使用过程中对于轧辊等这一类低阶固有频率高于现行激振器激振频率的高刚度工件,常规振动时效的激振频率无法接近或达到工件的固有频率,因此无法实现此类高刚度工件的振动时效。针对这个问题,首先,提出了基于非线性动力学的非线性超谐式振动时效方法及装置设计理论,由残余应力的产生和分类分析其对工件力学性能的影响,并从宏观和微观分析得出非线性超谐式振动时效方法消除大刚度工件残余应力的机理,基于机理分析得出该非线性超谐式振动时效方法对激振力、激振频率和时效时间等的工艺要求;其次,提出了对于大刚度工件的动力学简化模型以及非线性超谐式振动时效装置的非线性振动数学模型,使用摄动法和多尺度法研究了该非线性振动时效装置数学模型元件参数之间的关系;最后,以高刚度工件轧辊为例研究了其非线性超谐式振动时效方法和装置设计,提出了针对大刚度工件的振动时效方法和装置设计理论。 展开更多
关键词 振动时效 高刚度工件 非线性振动 残余应力
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电动机-弹性连杆机构系统的动态方程及其响应 被引量:3
14
作者 蔡敢为 李兆军 常平平 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期398-404,共7页
针对三相交流电机转子振动偏心时不均匀气隙的气隙磁场,分析其实际运行状态的机电耦合关系,建立以电机横振、扭振为节点位移的电机单元,应用有限单元法建立含电机电磁参数和弹性连杆机构结构参数的系统动态方程,并根据该方程对系统的动... 针对三相交流电机转子振动偏心时不均匀气隙的气隙磁场,分析其实际运行状态的机电耦合关系,建立以电机横振、扭振为节点位移的电机单元,应用有限单元法建立含电机电磁参数和弹性连杆机构结构参数的系统动态方程,并根据该方程对系统的动态响应进行仿真计算和分析,且通过实验进行验证,表明所建方程较好地反映了系统动态性能与其电磁参数、结构参数之间的关系. 展开更多
关键词 连杆机构 有限单元法 机电耦合 动态特性
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混流式水轮发电机系统的动态模型及响应 被引量:1
15
作者 蔡敢为 蓝永庭 +1 位作者 李兆军 杨旭娟 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期976-981,共6页
针对在高水头、大流量水流和强电磁场的共同作用下,水轮发电机组时常发生激烈振动的难题,尝试从全局耦合的角度,运用有限单元法,通过分析水轮发电机组的机电耦合关系和液固耦合关系,建立表达上述耦合关系的发电机单元、主轴单元和板壳单... 针对在高水头、大流量水流和强电磁场的共同作用下,水轮发电机组时常发生激烈振动的难题,尝试从全局耦合的角度,运用有限单元法,通过分析水轮发电机组的机电耦合关系和液固耦合关系,建立表达上述耦合关系的发电机单元、主轴单元和板壳单元,在此基础上,建立混流式水轮发电机系统的非线性动态方程,为进一步分析系统的振动机理提供了一种新的模型。 展开更多
关键词 机械学 水轮发电机 耦合 有限元法 非线性 振动
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两步法三维编织复合材料梁的阻尼预测和优化 被引量:4
16
作者 蔡敢为 廖道训 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1998年第1期91-94,共4页
基于层合板类推法和能量耗散原理,导出了两步法三维编织纤维增强复合材料矩形截面梁的比阻尼容量计算公式;提出了此类梁的优化设计方法,梁的阻尼取为最大优化目标函数,梁的刚度要求和工艺要求等取为约束条件,设计变量是纤维编织角... 基于层合板类推法和能量耗散原理,导出了两步法三维编织纤维增强复合材料矩形截面梁的比阻尼容量计算公式;提出了此类梁的优化设计方法,梁的阻尼取为最大优化目标函数,梁的刚度要求和工艺要求等取为约束条件,设计变量是纤维编织角、轴向纤维的百分比和梁的截面尺度等.优化问题采用约束变尺度法求解.算例表明了所提方法的显著效果.. 展开更多
关键词 复合材料 三维编程 优化设计 两步法 阻尼
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含对称叠层复合材料构件机构非线性动态特性分析 被引量:1
17
作者 蔡敢为 李兆军 +1 位作者 朱天燕 戴文正 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第19期2371-2375,共5页
对含对称叠层复合材料构件的弹性连杆机构的动力学问题进行了研究。应用有限元法建立了考虑层合板构件大变形影响的机构非线性动态方程,在机构动态方程的基础上,利用多尺度法对机构的非线性特性进行了研究,得到了机构在同时满足内共振... 对含对称叠层复合材料构件的弹性连杆机构的动力学问题进行了研究。应用有限元法建立了考虑层合板构件大变形影响的机构非线性动态方程,在机构动态方程的基础上,利用多尺度法对机构的非线性特性进行了研究,得到了机构在同时满足内共振和超谐共振条件下弹性位移的时域和频域响应曲线。研究结果表明,机构的固有频率、非线性振动等宏观动态特性与复合材料的材料参数有关,可以通过合理调节材料参数来改善机构的动态性能。 展开更多
关键词 复合材料 连杆机构 非线性振动 多尺度法
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三维编织复合材料空心断面梁的阻尼分析 被引量:2
18
作者 蔡敢为 时或 +2 位作者 梁洁萍 夏建国 廖道训 《湘潭矿业学院学报》 EI 2000年第1期37-42,共6页
基于层合板类推法和能量耗散原理 ,分析了三维编织复合材料空心断面梁的阻尼 导出了此类构件的比阻尼容量计算公式 分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成 ,各单向纤维复合材料部分的单位能量耗散被分解为与δx′、... 基于层合板类推法和能量耗散原理 ,分析了三维编织复合材料空心断面梁的阻尼 导出了此类构件的比阻尼容量计算公式 分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成 ,各单向纤维复合材料部分的单位能量耗散被分解为与δx′、δy′、δz′、τy′z′、τx′z′、τx′y′对应的 6个分量 图 2 ,参 展开更多
关键词 复合材料 阻尼 空心断面梁
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数控连杆机构式机器人的平衡特性及优化 被引量:2
19
作者 蔡敢为 张轲忱 韦为 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第4期867-880,共14页
为了提升数控连杆机构式机器人的平衡特性,以一种数控连杆机构式机器人机构为研究对象,首先计算总质心坐标,采用倾覆力矩和惯性力作为机器人静态及动态平衡性评价指标;其次构建去除支链的传统机器人,将该机器人与数控连杆式机器人进行对... 为了提升数控连杆机构式机器人的平衡特性,以一种数控连杆机构式机器人机构为研究对象,首先计算总质心坐标,采用倾覆力矩和惯性力作为机器人静态及动态平衡性评价指标;其次构建去除支链的传统机器人,将该机器人与数控连杆式机器人进行对比,对比结果表明,数控连杆机构式机器人的平均倾覆力矩比传统串联机器人减小了96.31%;在负载为10 kg的情况下,x方向和y方向的惯性力比传统机器人分别减少了20.76%、34.88%;为进一步提升机器人平衡性,以支链杆长为设计变量,总惯性力最小为目标函数,支链杆长之和为约束条件,运用遗传算法,求出其杆长最优解。优化结果表明,优化后的机器人总惯性力相比优化前减小21.67%,从而验证了杆件优化的有效性。 展开更多
关键词 数控连杆机构式机器人 静态平衡性 动态平衡性 遗传算法
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四步法三维编织复合材料弹性性能的数值细观力学分析 被引量:4
20
作者 蔡敢为 梁洁萍 +2 位作者 周晓红 蔡策谋 廖道训 《湘潭矿业学院学报》 1999年第1期58-61,共4页
本文介绍一种预测四步法三维编织复合材料弹性性能的方法提出了一种细观力学分析模型,并根据应变能等效原理,采用有限单元法作了分析复合材料的弹性模量和泊松比被表达为纤维和基体的弹性性能、纤维体积比、编织角等的函数对理... 本文介绍一种预测四步法三维编织复合材料弹性性能的方法提出了一种细观力学分析模型,并根据应变能等效原理,采用有限单元法作了分析复合材料的弹性模量和泊松比被表达为纤维和基体的弹性性能、纤维体积比、编织角等的函数对理论计算值和实验数据作了比较图4,表1。 展开更多
关键词 复合材料 三维编织 细观力学 弹性模量 有限元
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