在MATLAB中调用VISUAL FORTRAN程序的实现

在使用MATLAB语言的过程中,有些用户希望在MATLAB中直接运用一些过去编写的经典而高效的FORTRAN程序,而MATLAB本身并未提供与FORTRAN的接口,这就需要用户编写有关的接口程序.本文阐述了在MATLAB中如何调用VISUAL FORTRAN程序,通过MATLAB对FORTRAN MEX文件的调用实例,叙述了在MATLAB中调用VISUAL FORTRAN程序的原理和实现过程.     

基于虚拟样机技术的铰接式车辆动力学建模

在ADAMS／View软件环境下，建立了某工程车辆多体动力学模型，提出了随机路面的建模方法，进行了不同车速和不同随机激励输入下的车辆平顺性评价虚拟试验．通过与相同实验条件下实车平顺性道路试验结果比较，验证了该模型在评价车辆平顺性方面具有较高的精度和可信度。     

基于CDIO的回归工程教育理念的研究与实践

对内燃机曲柄连杆机构的工作性能进行仿真分析是该产品设计过程中的重要组成部分。运用机械系统仿真软件ADAMS,建立了曲轴、飞轮、连杆、活塞在内的虚拟样机模型,之后将曲轴视为柔性体,利用PRO/E建立曲轴的三维实体模型,导入ANSYS进行模态分析,生成中性文件,再导入ADAMS中生成曲轴的柔性体模型来替换刚体模型,构造刚柔混合体模型,通过对模型的多体动力学仿真,得到曲轴连杆和活塞的运动特性曲线,为以后内燃机的优化设计及疲劳分析提供参考。     

某曲轴缸体系统刚柔耦合动力学仿真研究

曲柄连杆活塞机构是发动机的重要组成部分,在运动中会受到周期性的激振力作用,直接影响着系统工作的平顺性和零部件的寿命。针对某直列6缸柴油机使用虚拟样机仿真软件ADAMS搭建了曲轴缸体系统的刚柔耦合多体动力学仿真平台,通过对活塞的位移、速度和加速度的运动规律进行模拟,以及对气缸体所受侧向冲击力和曲轴载荷及主轴颈最小油膜厚度等特性进行仿真,得到了较为可靠的运动学和力学数据。结果表明,软件模拟仿真结果与柴油机实际情况基本一致,为曲轴缸体系统进一步优化设计和提高整体性能提供了理论依据。     

液压互联式馈能悬架多模式切换与试验研究

液压互联悬架可有效提升车辆行驶平顺性和操纵稳定性,多用于越野车辆或重型车辆,此时悬架耗散掉的能量过大,引入馈能单元的液电馈能悬架可以对振动能量回收达到节能减排的目的,但会降低整车动力学性能。为协调整车行驶平顺性、操纵稳定性和馈能特性,搭建了整车7自由度液压互联馈能悬架系统模型,设计了舒适性模式、安全性模式和馈能性模式3种工作模式,提出了多模式自动切换的方法对悬架进行实时控制,设计模糊控制器对切换过程进行控制,并进行了整车仿真分析。仿真结果表明:所设计的多模式切换模型提升了悬架性能。为验证仿真的有效性,研制了液压互联馈能悬架原理样机并进行了台架试验,试验数据与仿真结果基本一致,表明所提出的方法兼顾了悬架乘坐舒适性、操纵稳定性和馈能特性,实现了悬架全局性能最优。     

基于Matlab环境下油气弹簧非线性仿真研究

本文建立了某油气弹簧的非线性刚度特性的数学模型．在Matlab仿真环境下对其动力学特性进行了仿真分析。仿真结果揭示了油气弹簧良好的非线性变刚度特性．并在此基础上对油气弹簧物理参数变化对系统性能的影响作了进一步的讨论。     

自卸车油气悬架特性仿真与平顺性研究

以某自卸车为研究对象,提出一种单气室油气悬架方案,建立了考虑摩擦、沿程压力损失、进口局部阻力损失等因素的油气悬架非线性数学模型,得到了较为精确的弹性力和阻尼力公式。基于Simulink仿真,研究各参数对油气悬架弹性力和阻尼力的影响,并通过脉冲路面与D级随机路面仿真分析油气悬架对平顺性的影响。本研究为油气悬架的设计提供了一定的参考依据。     

轮毂驱动电动车的电磁混合悬架控制研究

轮毂驱动电动车由于采用电机分布式的布置形式,造成整车非簧载质量增加,会引起车辆安全性和整车平顺性的恶化。为此,提出一种基于电磁混合控制方式的电磁悬架。以直线电机为作动器,采用主动控制与半主动控制相结合方法对整车平顺性进行改善。系统中轮毂电机采用悬置式结构,相当于一个动力吸振器,能有效分担轮胎受到的路面垂向激励。仿真分析各质量系之间的传递特性和各性能指标(车身加速度、轮胎动载荷)的幅频特性。仿真结果表明:采用悬置式结构的悬架系统在频域内能够有效抑制车轮型共振峰,并使车轮型共振频率延后至12.8 Hz附近,避免落在人体最敏感区段4~12.5 Hz,同时轮胎动载荷均方根值下降13%。在此结构基础上,以改善车辆平顺性为目标,对直线电机采用天棚控制策略。结果表明:与传统悬架相比,车身加速度降低19.8%,改善了车辆平顺性。最后,在单通道台架上进行了试验,验证了悬置式结构和天棚控制策略的可行性。     

静压、压差与泊松比对定子衬套变形的影响

静压、压差及橡胶泊松比对螺杆钻具的输出性能和机械效率有至关重要的影响。以用量最多的5/6头螺杆钻具的定子衬套为研究对象，利用有限元软件，分析了静压及静压与压差同时作用时定子衬套的受力状态、变形规律以及橡胶泊松比对衬套变形规律的影响。结果表明，静压的改变不影响变形规律，但对变形幅值影响很大，会影响密封性能；压差作用会引起衬套变形规律与变形幅值的变化，随内压增加，压差对衬套变形的影响有所减小；橡胶泊松比的微小变化即会对定子衬套变形规律产生非常大的影响，因此，应严控橡胶质量，尽量增大定子橡胶的泊松比。研究结论可用于指导衬套过盈量的选取及线型的优化设计，以提高螺杆钻具工作效率。      

阀门喷涂机器人的轨迹规划与优化求解

为对特定阀门工件的外表自由曲面进行精确喷涂,提出以阀门外形尺寸和机器人本体结构为约束条件,对喷涂 机器人的工作空间进行了合理优化。利用MATLAB对多变量有约束非线性函数优化求解,得到了机器人主连杆杆长以 及相应的关节转角范围;对阀门进行了参数描述,并建立喷涂轨迹路径数学模型;通过基于ADAMS的虚拟样机建模、运 动仿真和MATLAB数值求解的相互协同和相互验证,得到了合理的关节角逆解。通过优化后的逆解进行仿真喷涂验证 了轨迹规划和优化求解方法的合理性。     

齿式橡胶联轴器动力力学建模与分析

以一款齿式橡胶联轴器为研究对象,首先采用有限元软件对齿式橡胶联轴器的弹性元件进行动力分析,得到橡胶元件的恢复力 位移数据,其次运用拟合分解法建立了弹性联轴器恢复力的数学模型,其刚度系数和阻尼系数是关于位移振幅和频率的函数。最后分析了联轴器的幅频特性和扭矩传递系数,结果表明,弹性橡胶联轴器在有效传递扭矩的同时,表现出软弹簧的非线性特性。     

螺杆钻具等壁厚衬套性能分析

螺杆钻具以其独特的优势在定向钻井生产中得到青睐，但仍不能广泛应用于深井、高密度泥浆井以及小曲率半径的水平井。目前，常规螺杆钻具衬套的内表面是螺旋曲面，橡胶衬套厚薄不均，衬套抗变形能力低，单级承压小，泄漏沿程长，机械特性软，热膨胀不均、磨损速度快，故导致效率持续降低。因此，长度短、大功率、高压降、低转速螺杆钻具的开发与应用，已成为提高钻井效率、节约钻井成本的重要环节。为此，进行了螺杆钻具橡胶衬套力学性能实验，建立了螺杆钻具等壁厚衬套和常规衬套的力学计算模型。结果表明，在相同压力下，等壁厚衬套比常规衬套有更好的抗形变能力；在相同的过盈量下，等壁厚衬套有更好的密封能力。在同等扭矩下，等壁厚定子螺杆钻具的定子长度可以得到缩短。     

基于装配机械弹性车轮的车辆平顺性的油气悬架优化研究

为优化装配大径向刚度机械弹性车轮的越野车行驶平顺性,使用一种装配单筒式油气弹簧的悬架,并利用量子遗传算法对其参数进行优化。在Matlab中首先建立了数学模型描述单筒式油气弹簧的刚度与阻尼特性,探讨了油气弹簧各参数对其性能的影响,并从中选取目标参数。之后建立了包含机械弹性车轮的4自由度半车模型,确定平顺性评价指标,使用量子遗传算法在C级路面白噪声输入下对其进行优化,通过多次计算进行对比,并在不同环境下验证了优化效果。结果表明:量子遗传算法能有效逼近最优值,算法具有较好的稳定性,优化后越野车的平顺性得到了提高。     

汽车悬架对行驶平顺性的影响

建立了二自由度1/4汽车悬架物理模型,针对该模型建立了振动微分方程和传递函数。使用MATLAB/simulink模块绘制了模型的Nyquist图和Bode图,分析了模型的动态特性。对汽车行驶过程中的振动原因做了分析。运用ADAMS软件分析了悬架的固有特性,得到了悬架对确定输入和随机输入的响应结果。得出悬架的各种参数、路面等级和汽车行驶速度对汽车行驶平顺性的影响。     

基于子区间的车-线-桥振动不平顺影响分析

提出了任意子波长区间的轨道不平顺生成方法,讨论了相应时域样本的特性。建立了耦合系统振动方程,对比分析了大波长区间及其子区间不平顺的影响,研究了系统响应的敏感波长。结果表明：轨道不平顺样本的功率谱和解析值一致,不平顺生成方法是合理有效的;轨道不平顺对桥梁位移影响很小,桥梁加速度的敏感波长区间为1～5 m; 0.05～1 m的短波不平顺是轨道加速度的主要激励源,而对车体加速度影响很小。线路养护和维修中应加强对5 m以下波长不平顺的控制;而为提高乘车舒适性,有必要对各种波长不平顺进行控制。     

考虑车身侧倾的三轴汽车三自由度操纵模型

城市轨道交通轮轨表面短波不平顺是激发线路沿线振动与噪声的主要原因，准确而高效的测量轮轨表面短波不平顺是振动噪声预测、评估及源头控制的重要条件。通过对上海城市轨道交通２号线部分车辆轮踏面不平顺进行现场测试，利用统计分析、1/3倍频和功率谱分析研究了轮踏面不平顺时、频域组成特性。结果表明所测试的轨道交通车辆轮踏面不平顺水平是比较低的，大部分不平顺幅值积聚在3～13 μm ；在短波范围内，波长大于4.0 cm时不平顺状态比ISO3095标准要好，小于2.5 cm时不平顺状态较标准差；主要波长分布在57.7～95.2 cm，且大部分集中在70～80 cm，平均值为72.1 cm。     

氧化铈填充硫化天然橡胶疲劳寿命预测

为了保证橡胶组件的安全性和可靠性,疲劳寿命预测和评估在橡胶组件设计过程中是非常必要的,本文根据天然橡胶材料特性和失效准则提出了ε-N预测方程,基于氧化铈填充硫化天然橡胶在不同应变幅值下的疲劳试验数据,对疲劳方程进行非线性拟合求出参数,然后对氧化铈填充硫化天然橡胶材料试件的疲劳寿命进行预测,并对预测结果进行了评估。结果显示预测曲线与试验数据拟合良好,预测结果较好。     

基于离散元的风沙沙粒物理特性参数标定

在研究风沙地区的农用机械与除沙机械同沙粒相互作用时,沙粒间及沙粒与钢板之间相互作用的参数的准确性将直接影响机械优化及仿真结果。现提出一种仿真与试验相结合,并采用数值分析与实验数据相结合的办法,对沙粒的物理特性参数进行标定,并通过试验验证确定沙粒间物理特性参数。研究结果表明,沙粒间静摩擦系数为0.23、滚动摩擦系数为0.1、恢复系数为0.25。通过相应的试验方法测量得到,堆积密度为1 613 kg/m3、沙粒直径在0.1～0.5 mm之间占总质量的97.58%、含水率为0.04%、沙粒与钢（Q235）的静摩擦系数、滚动摩擦系数、恢复系数依次为0.59、0.28、0.478,沙粒与橡胶的静摩擦系数、滚动摩擦系数、恢复系数依次为0.613、0.45、0.175。仿真堆积角度为27.55°,试验堆积角度为27.94°,仿真与试验堆积角相对误差为1.39%。仿真与试验结果基本吻合,为沙漠地区农用机械及除沙机械仿真和优化设计提供理论依据。     

从传统到现代：孝道变迁与重构

通过自制四连杆加载装置,对HRC150型齿式橡胶弹性联轴器进行周期扭转振动实验,得到不同频率和不同幅值下的滞回曲线,发现联轴器具有硬弹簧特性,非线性恢复力矩的刚度系数和阻尼力矩的阻尼系数均与振幅、频率有关。其次,采用迹法模型建立其非线性恢复力矩和阻尼力矩的数学模型,并对模型参数进行拟合识别;最后,为验证模型的正确性,将模型滞回曲线与实验滞回曲线进行对比,发现模型能够很好地反映系统的位移振幅及非线性刚度特性,但是不能较好地反映阻尼特性。     

一种溢流阀的性能研究

本文用数字仿真技术研究分析了一种双级溢流阀的动态性能.研究结果表明,这种阀的动态特性是令人满意的,因而可以用于计算机辅助测试系统,只要液容足够大即可.文中还说明了用FORTRAN语言编制的仿真程序很有效,而且可以方便地用在其他液压元件场合.