国家自然科学基金(50905033)
- 作品数：10 被引量：34H指数：3
- 相关作者：杨志军陈新曹占伦陈塑寰吴小洪更多>>
- 相关机构：广东工业大学吉林大学厦门大学更多>>
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- 相关领域：理学建筑科学机械工程金属学及工艺更多>>
- 基于机构动力学-控制系统协同仿真与优化的凸轮廓线优化设计被引量：5
- 2011年
- 为了降低高速吹瓶机中凸轮机构带动的模具合模时出现的接触力,提出了基于机构动力学-控制系统协同仿真和优化的凸轮廓线优化设计方法。首先,建立吹瓶机模具运动控制系统模型,目标函数是在最大接触力约束下运动时间最短。其次,根据赫兹接触理论中接触力与变形量的关系,引入位移状态变量,将高速无冲击凸轮廓线设计问题转化为位移无超调的最速控制问题。通过机构动力学与控制系统协同仿真与优化,获得无超调约束下运动时间最短的控制系统参数和运动速度,并通过调整位移偏置量来实现接触力控制。最后,将最优运动曲线转化为凸轮曲线。仿真结果表明,新设计的凸轮曲线可以在更高速度时保持软着陆,有效降低了振动冲击,疲劳寿命达到1.4×107次。
- 杨志军罗伯特.凯利陈新何捷
- 关键词：机械学凸轮廓线机构动力学最优控制
- 非线性索单元等效多体动力学模型研究被引量：2
- 2011年
- 根据预应力非线性索单元本构方程,推导了钢丝绳多刚体离散等效节点连接力,将索道离散成刚体小段,在刚体之间施加等效载荷,并引入了扭转刚度和阻尼来保证位移相容性。利用该模型编制了ADAMS程序代码,通过预紧力索道多体动力学进行仿真,揭示了钢丝绳振动频率与张力的关系,为索道多体动力学仿真提供了依据。
- 杨志军冯文贤陈新
- 结构拓扑修改静态重分析自适应迭代方法被引量：3
- 2009年
- 基于Guyan缩减和Epsilon算法,提出了结构拓扑修改静态重分析的自适应迭代方法。首先将新增加的自由度通过Guyan缩减方法凝聚到原结构自由度上,形成缩减方程。其次,根据刚度矩阵增量,利用Neumann级数建立基向量,采用向量Epsilon算法对基向量部分和系列进行迭代加速,并给出了控制迭代收敛精度的误差计算方法,可以根据结构改变的大小自适应选择迭代次数,从而快速求出原结构自由度的位移。新增加自由度的位移可从缩减方程恢复得到。给出了一个数值算例,将该方法与组合近似法(CA)进行比较。数值计算结果表明,该方法可以根据精度要求自动选择迭代次数,且计算效率比CA方法高。
- 杨志军陈新吴晓明陈塑寰
- 关键词：自适应迭代
- 螺旋伞齿轮从动轮毛坯锻造成形数值模拟
- 2012年
- "热锻造+机加工"是螺旋伞齿轮制造的一种有效方式,热锻件质量的好坏决定了最终产品的性能。通过运用有限元分析软件Deform-3D对螺旋伞齿轮从动轮毛坯的热锻造过程进行数值模拟,研究了锻造过程中金属流动规律。结果显示,金属在阶梯处流动困难,导致锻件阶梯处的应力应变大,温度高。通过对模具参数进行改进,可以改善金属的流动情况。同时,研究了锻造能耗与始锻温度之间的关系。结果表明,在不同始锻温度下,锻造能耗相差不大。锻造过程数值模拟可为模具参数和锻造工艺参数的改进提供参考。
- 王俸生杨志军陈新度
- 关键词：DEFORM-3D螺旋伞齿轮锻造数值模拟
- 基于等效静态载荷原理的高速机构结构拓扑优化方法被引量：17
- 2011年
- IC封装等高速精密设备要求高速执行机构的机械结构在满足一定刚度下尽量降低惯性。基于等效静态载荷方法的优化方法是近来发展起来的柔性多体动力学优化设计的有效方法。针对高速机构的特点,对该优化方法做了一些改造。为了模拟运动关节影响,采用含有运动学自由度的准静态方法,对离散结构响应方程进行求解。为了考虑单元修改对惯性载荷的影响,将单元应变能与动能的比值作为单元修改的灵敏度。提出量纲一单元测度,能够综合反应该单元在所有离散点的重要性。所提方法应用于微电子封装摆杆式焊头摆臂的优化设计中,并将三种方法进行了比较,结果表明,含有运动学自由度的准静态分析能够反映机构运动副的影响,当速度非常高时,惯性比刚度对振动的影响更大。数值结果表明本文方法对高速机构的优化设计是有效的。
- 杨志军
- 关键词：拓扑优化柔性多体系统
- 基于有限元模拟的内螺纹铜管旋压成型参数确定被引量：2
- 2010年
- 内螺纹铜管传热面积大,可以造成紊流效果,提高换热效率,是空调、冰箱的主要换热介质。旋压成型是制造内螺纹铜管的高效成型工序。为研究内螺纹铜管旋压成型过程中的材料流动规律,运用非线性有限元分析软件,对内螺纹旋压成型过程进行了仿真。结果表明,在旋压过程中,铜管经历了类似于行星辊轧的,从圆形到多边形,最后恢复圆形的过程;此外铜管除了发生横截面方向弯曲外,还发生轴向运动,两者叠加产生了羽片扭转;当铜管材料填满螺纹槽后,多余的材料沿旋压方向流动,将耗费过多的能量。减少管坯的直径和壁厚,可以减少截面方向弯曲,并可以减少壁厚过大导致多余材料周向流动的能量损失。文章讨论了旋压速度的选取,认为尽可能选用低的旋压速度,可以减少羽片扭转。
- 杨志军陈新李克天羊林章熊绍凯
- 关键词：内螺纹铜管旋压成型有限元模拟工艺参数
- 一种梁结构静态拓扑参数同时优化方法被引量：1
- 2010年
- 在渐进结构优化方法(evolutionary structural optimization,ESO)的基础上,提出梁结构的静态拓扑参数综合优化方法。在优化过程中,首先将单元灵敏度计算公式通过截面特性加权变成拓扑参数修改灵敏度分析方法,并提出避免"载荷病态"的灵敏度复合方法来处理多载荷工况。其次将单元根据结构设计要求进行分组,并将可选的梁截面根据属性大小进行编号。最后根据综合灵敏度的大小,修改对应组的梁截面特性编号。将所提的方法应用于某汽车车身轻量化设计中,数值算例表明所提出的方法是有效的。
- 杨志军陈新度陈新陈塑寰
- 关键词：梁结构
- 接触力约束下的焊头机构快速启停控制被引量：1
- 2011年
- 为了实现对高速粘片机的接触力控制,提出了基于机构动力学—控制系统协同仿真和优化的速度规划方法。首先,建立焊头机构运动控制系统模型,目标函数是在最大接触力约束下运动时间最短。其次,引入位移状态变量,将接触力控制转化为位移无超调的最速控制问题,获得无超调约束下运动时间最短的控制系统参数和速度,并通过位移偏置量调整来实现对接触力的控制。仿真结果表明,优化后的运动曲线可以在高速时保持软着陆,实现对接触力的控制。
- 吴小洪刘金保杨志军曹占伦
- 基于显式函数的位移约束板结构拓扑优化方法
- 2011年
- 显式函数优化模型被认为可以极大地提高计算效率,显式近似是结构优化建模的追求目标。在应变能灵敏度分析和渐进结构优化方法(evolutionary structural optimization,ESO)的基础上,提出板结构位移约束下的显式函数拓扑优化方法。在优化过程中,首先将单元修改引起的位移变化转变为结构应变能灵敏度。其次将位移约束通过功能互等原理转化为结构应变能的约束,从而将灵敏度指标与优化指标统一起来,都变成结构单元修改的显式函数。最后根据结构应变能与目标的差值,根据ESO方法的思想,按一定的比率将灵敏度小的单元伪删除(单元厚度设为很小的值),修改后的结构采用精度控制的重分析方法进行快速求解,反复迭代达到满足要求的稳定结构,最后将厚度最小的单元从最终结构中删除。将所提的方法应用于板结构的拓扑优化中,数值算例表明,仅用18次迭代即可以达到稳定的目标,大大加快了求解的速度,表明所提出的方法是有效的。
- 冯文贤杨志军陈新
- 关键词：拓扑优化板结构
- 粘片机焊头机构快速启停最优运动速度规划被引量：3
- 2010年
- 对于高速精密微电子封装操作,必须降低焊头振动。基于ADAMS多体动力学和控制系统分析与优化模块,建立了粘片机焊头机构动力学PID控制模型。通过联合仿真优化,实现了摆臂式焊头机构在满足最大扭矩和残余振动约束下运动时间最短的运动速度规划,为点位运动精密定位系统的最优控制器的设计提供了一个简单的实现途径。
- 杨志军曹占伦吴小洪姜永军陈新
- 关键词：最优控制PID控制
