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INTEGRATION OF NON-UNIFORM RATIONAL B-SPLINES GEOMETRY AND RATIONAL ABSOluTE NODAL COORDINATES FORMULATION FINITE ELEMENT ANALYSIS

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Acta Mechanica Solida Sinica 2014年第5期27卷 486-495页

作者： Peng Lan Zuqing Yu Liang Du nianli lu School of Mechatronic Engineering Harbin Institute of Technology

This investigation is intended to develop a computer procedure for the integration of NURBS geometry and the rational absolute nodal coordinate formulation （RANCF） finite element analysis. A linear transformation is given that can be used to convert the NURBS curve to RANCF cable element mesh retaining the same geometry and the same degree of continuity, including the discussion of continuity control and mesh refinement. The green strain tensor is used to establish the nonlinear dynamic equations with numerical examples to demonstrate the use of the procedure in the dynamic analysis of flexible bodies.

关键词： finite element method rational absolute nodal coordinate formulation (RANCF),NURBS mesh refinement

Dynamics optimization of a novel high speed and high precision 3-DOF manipulator

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High Technology Letters 2006年第1期12卷 63-67页

作者：兰朋 lu nianli Sun Lining Ding Qingyong School of Mechatronics Engineering Harbin Institute of Technology Harbin 150001 P.R. China Robotics Institute Harbin Institute of Technology Harbin 150001 P.R. China

After introducing a 3-DOF high speed and high precision manipulator which combines direct driven planar parallel mechanism and linear actuator, ways of increasing its stiffness are studied through dynamics simulation in ADAMS software environment. Design study is carried out by parametric analysis tools to analyze the approximate sensitivity of the design variables, including the effects of parameters of each beam cross section and relative position of linear actuator on model performance. Conclusions are drawn on the appropriate way of dynamics optimization to get a lightweight and small deformation manipulator. A planar parallel mechanism with different cross section is used to an improved manipulator. Results of dynamics simulation of the improved system and another unrefined one are compared. The stiffness of them is almost equal, but the mass of the improved one decreases greatly, which illustrates the ways efficient.

关键词：动力学模拟 ADAMS 优化控制器三自由度

Kinematic Characteristics Analysis and Parametric Solving of Snow Melting Agent Throwing Mechanism with Variable Crank Length

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Journal of Harbin Institute of Technology(New Series) 2021年第4期28卷 60-66页

作者： Wenwu Liu nianli lu Hongxin Liu Engineering College Northeast Agriculture UniversityHarbin 150030China School of Electro-Mechanical Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China

Variable crank length cam⁃linkage mechanism has attracted much attention due to its compact overall structure when realizing complex motion *** to the special trajectory requirements,the kinematic characteristics and parameters of the mechanism have been analyzed and solved,which lays foundation for the implementation of the variable crank length snow melting agent throwing mechanism designed in this *** on the trajectory equation of the point,the mathematical model of the throwing mechanism was established,and the theoretical trajectory of the end point of the throwing mechanism was obtained by *** parametric modeling and trajectory drawing were carried out by computer aided three⁃dimensional interactive application(CATIA),and the correctness of the mathematical model was verified by *** regional trajectory distribution characteristics of the end points of the throwing mechanism were studied by using the trajectory region location method,and the influence of various parameters on the trajectory was investigated by using the numerical cycle comparison *** human⁃computer interaction system of snow melting agent throwing mechanism with variable crank length was constructed by using Microsoft Visual Basic(VB)*** on the restriction conditions,the optimum combination of structural adjustment parameters and operational parameters suitable for Harbin first⁃class roads was obtained by using orthogonal test table,which provides an effective method to solve the parameters of the variable crank length cam mechanism with smooth impulse trajectory.

关键词： throwing mechanism variable crank length cam mechanism mathematical model kinematic characteristics parametric solving

Adaptive Sliding Mode Control for the Excavator Manipulator

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Journal of Harbin Institute of Technology(New Series) 2020年第2期27卷 27-35页

作者： Guosheng Xu Guangming Lv nianli lu School of Mechatronics Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China

An adaptive sliding mode control system for the excavator manipulator during straight line digging operation was presented in this *** adaptive laws derived from Lyapunov stability theorem were used to update switching gains and compensate *** dynamic model of the excavator manipulator considering link shape and weight was established and the straight line trajectory of the bucket tooth tip of excavator was transformed into the desired joint angle trajectory for direct ***,simulation results showed the superiority of the proposed control scheme compared with traditional variable structure control with sliding mode.

关键词： dynamics adaptive sliding mode control excavator

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热-动力学耦合多体系统建模与降阶

力学学报 2022年第9期54卷 2588-2600页

作者：田青龙於祖庆兰朋陆念力哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 河海大学机电工程学院江苏常州213002 西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安建筑科技大学西部绿色建筑国家重点实验室西安710055

在轨运行的卫星天线受到太阳辐射热冲击后容易出现热致振动或指向不准确等问题,严重时会导致航天器失效.本文提出了一种基于改进模态综合法的刚柔热耦合多体系统建模与降阶方法.采用绝对节点坐标法单元形函数对柔性天线的位移场与温度... 详细信息

在轨运行的卫星天线受到太阳辐射热冲击后容易出现热致振动或指向不准确等问题,严重时会导致航天器失效.本文提出了一种基于改进模态综合法的刚柔热耦合多体系统建模与降阶方法.采用绝对节点坐标法单元形函数对柔性天线的位移场与温度场进行统一离散插值,避免了两种物理场网格不匹配带来的映射误差与效率问题,并使用绝对节点坐标参考节点描述中心刚体.在系统方程中考虑了热流输入和表面自热辐射.针对绝对节点坐标法切线刚度阵高度非线性的特点,利用一阶泰勒展开对系统动力学和传热学方程进行了分段线性化,在线性化区间内切线刚度矩阵为常数矩阵,避免了每个时间步上的弹性力及其雅克比矩阵的迭代计算,并使得基于模态的降阶手段得以应用.利用改进的模态综合方法划分子结构并缩减系统自由度.相邻子结构之间通过约束方程保证连接精度和连续性.通过纯导热半圆形薄板、薄板的热膨胀、柔性太阳能电池板和刚柔热耦合抛物线天线四个数值算例验证本文所提出方法的有效性.结果表明,本文提出的方法在保证仿真精度的前提下缩减了系统规模,提高了仿真计算效率.

关键词：绝对节点坐标方法模态综合法刚柔热耦合模型降阶

RRR-RRR Ⅱ级杆组的等效系统动力学建模

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农业机械学报 2007年第3期38卷 125-128页

作者：车仁炜陆念力胡长胜哈尔滨工业大学机电工程学院

将等效的思想与有限元的方法结合起来,用等效元素法建立了RRR Ⅱ级杆组的动力学等效模型,给出了其动力学微分方程,将建模的关键归结为二阶张量Tia和三阶张量Tibc的建立以及等效质量阵的组装。对给定的RRR-RRR六杆机构进行了建模和求解,... 详细信息

将等效的思想与有限元的方法结合起来,用等效元素法建立了RRR Ⅱ级杆组的动力学等效模型,给出了其动力学微分方程,将建模的关键归结为二阶张量Tia和三阶张量Tibc的建立以及等效质量阵的组装。对给定的RRR-RRR六杆机构进行了建模和求解,给出了其动力响应曲线。实例表明,此方法与传统方法比较,无论从微分方程的列写,还是由计算机进行的解算,都显示出强大优势,解题效率高。

关键词： Ⅱ级杆组等效元素法等效转动惯量动力学模型

基于键合图的多体系统耦合动力学的发展及现状

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中国机械工程 2007年第17期18卷 2137-2141页

作者：王中双陆念力齐齐哈尔大学齐齐哈尔161006 哈尔滨工业大学哈尔滨150001

介绍了键合图理论及应用研究的概况,阐述了键合图理论在多能域耦合系统全局动力学的研究中所占有的重要地位。详细地阐述了基于键合图理论的多体系统耦合动力学的发展及现状,包括多体系统键合图模型的建立方法、多体系统键合图模型中微... 详细信息

介绍了键合图理论及应用研究的概况,阐述了键合图理论在多能域耦合系统全局动力学的研究中所占有的重要地位。详细地阐述了基于键合图理论的多体系统耦合动力学的发展及现状,包括多体系统键合图模型的建立方法、多体系统键合图模型中微分因果环的解耦策略、系统状态方程及运动副约束反力方程的计算机辅助建立方法等重要问题。

关键词：键合图多体系统耦合动力学因果关系

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水下船体清刷机器人磁吸附机构的设计与研究

中国机械工程 2008年第4期19卷 388-391页

作者：袁夫彩陆念力曲秀全哈尔滨工业大学

为了实现水下船体表面清刷机器人在水下船体表面上的可靠吸附和灵活移动功能,对机器人磁吸附机构进行了设计研究。根据该机器人作业的特点和工作环境,分析了磁路材料和磁路类型,研究了衔铁、轭铁、铜块和海水等因素对磁吸附力的影响,设... 详细信息

为了实现水下船体表面清刷机器人在水下船体表面上的可靠吸附和灵活移动功能,对机器人磁吸附机构进行了设计研究。根据该机器人作业的特点和工作环境,分析了磁路材料和磁路类型,研究了衔铁、轭铁、铜块和海水等因素对磁吸附力的影响,设计了机器人的磁吸附机构。实际应用表明,该机器人在船体表面上吸附可靠,并且运动灵活,符合实际的需要。

关键词：水下机器人磁路船体表面磁场

基于EFEM的5R机械臂刚柔耦合动力学分析

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哈尔滨工程大学学报 2015年第11期36卷 1504-1508页

作者：车仁炜陆念力薛渊哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

为分析复杂机械系统动力学特性,将系统划分为含有限刚性构件的刚柔耦合系统,基于等效元素集成法,对构件自身的动力学特性进行等效,组建成等效系统。将建模的关键归结为系统中二阶转换张量和相应的三阶转换张量的求解以及系统质量阵的组... 详细信息

为分析复杂机械系统动力学特性,将系统划分为含有限刚性构件的刚柔耦合系统,基于等效元素集成法,对构件自身的动力学特性进行等效,组建成等效系统。将建模的关键归结为系统中二阶转换张量和相应的三阶转换张量的求解以及系统质量阵的组装,然后,按多柔体动力学的方式建立方程。建立了港口起重机5R机械臂刚柔耦合动力学模型,给出了动力响应曲线,并与刚性解进行了比较。结果表明,采用EFEM方法,动力学方程维数减少,系统质量阵阶数降低,模型建立简单快捷,规范化、程式化,解题效率和精度较高。

关键词：刚柔耦合等效元素集成法转换张量等效质量阵 5R机械臂