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| 1 | 基于多体动力学模型集成的深海采矿系统联动仿真显示文摘采用多体动力学建模仿真程序Recur Dyn/Track构建海底履带式集矿机多体动力学模型,实现了海底底质特殊力学模型在集矿机多体动力学模型中的二次开发与集成。开展小型履带式试验样车行走性能测试,与相应二次开发多体动力学模型仿真结果相比较,进一步验证二次开发建模方法的计算准确性。基于多体离散元法,应用Recur Dyn Process Net平台进行二次开发,采用C#语言编写建立超长采矿管线多体离散元动力学模型的自动参数化建模计算程序。集成海底履带式集矿机多体动力学模型与采矿管线系统多体离散元动力学模型,实现了深海采矿整体系统的多体动力学模型集成构建与联动仿真,获得并分析联动过程各子系统空间运动状态变化、子系统间相互作用力变化等动力学特性,为实际深海采矿系统的整体集成设计、性能预测及作业操控提供了参考。 | 戴瑜 张健 张滔 刘少军 | 2017 | 机械工程学报2017，53，4： | 16 |
| 2 | 新一代海底履带式集矿车“鲲龙500”行走性能分析显示文摘基于地面车辆力学理论,开展了模拟履带板与底质压陷和拖曳特性的试验研究,建立了深海特殊底质地面力学模型,进行了新一代履带式集矿车“鲲龙500”的直线行走性能多体动力学仿真,并利用“鲲龙500”实验室试验验证其正确性,在此基础上对“鲲龙500”的行走性能进行了分析。结果表明,集矿车两侧履带的速度差越大,其转弯半径越小;相比于陆地重黏土,集矿机在深海土壤上转弯半径小,转动角速度大。 | 李小艳 程阳锐 郑皓 黎宙 | 2020 | 矿冶工程2020，40，5： | 8 |
| 3 | 基于采矿车动力学分析的改进A^(*)算法全局路径规划显示文摘为了在综合考虑时间和路程代价下规划一条用于多金属结核采矿车避障的最优路径,提出了一种改进的A^(*)算法的全局路径规划。基于采矿车越坡的动力学分析,计算不同坡度的越坡时间,构建体现多金属结核矿区独特地形元素的模拟栅格地图。引入参数a^(*),传统A^(*)算法的代价函数g(k)被改进为距离代价函数和时间代价函数的加权和。采用曲线拟合法和多余节点删除法避免了折弯处的45°急转从而平滑路径。仿真结果表明,通过选择合适的参数a^(*),改进A^(*)算法可以规划出综合考虑时间和路程代价的平滑避障路径。以越坡数和路径消耗为评价指标,得到了改进A^(*)算法代价函数中参数a^(*)的最优取值为0 | 陈昱衡 吴鸿云 郭旭 陈英皞 陈秉正 | 2021 | 矿业研究与开发2021，41，2： | 7 |
| 4 | 履带机器人地面力学研究进展显示文摘履带机器人具有高机动性和良好的越野能力,被广泛应用于军事、农业、建筑等领域,基于地面力学研究履带机器人的牵引性能、行驶阻力、越障能力具有重要意义。在车辆地面力学的发展中,针对履带与地面相互作用机理提出了很多研究方法,文中对其中的纯经验法、半经验法、模型试验法和数值分析法进行归纳分类和对比分析;对基于这些方法建立的评价机器人通过性的地面响应模型和影响牵引力的履刺效应模型进行总结,其中地面响应模型重点介绍了压力沉陷模型和剪切应力位移模型;最后,对履带机器人地面力学目前存在的问题做出了分析与讨论,给出了未来可能的研究方向,旨在为后续的研究提供参考与借鉴。 | 白意东 孙凌宇 张明路 刘肖雅 李志龙 | 2020 | 机械设计2020，37，10： | 6 |
| 5 | 履带式深海采矿车软底质行走性能分析显示文摘海底底质的物理力学参数不同于陆地土壤,其极低的抗剪强度和承压强度对深海采矿车的行走性能提出高要求。分析基于车辆地面力学理论,开展了底质土力学特性试验研究,建立了深海底质力学模型。根据深海重载作业采矿车样机结构参数,在大型动力学仿真软件Recurdyn中建立了仿真模型。通过直线行走多体动力学仿真与直线行走海试试验的对比,验证了仿真模型的准确性。在此基础上开展了采矿车样机在深海软底质上的多种行走工况动力学仿真,分析与评价其行走性能。结果表明,采矿车样机可以顺利完成转弯、爬坡、越障等基本功能。该研究成果可为深海采矿车海底行走性能评估提供理论参考,为深海采矿车和软底质的相互作用力学研究提供借鉴。 | 苏强 吕海宁 杨建民 孙鹏飞 | 2022 | 海洋工程2022，40，2： | 6 |
| 6 | 深海海底钻机收放系统动力学随机数值仿真方法研究显示文摘提出了一种随机不规则波浪激励下的收放系统动力学随机数值仿真方法。该方法以随机不规则波浪为输入,应用雨流计数法分析收放系统动态特性响应随机分布特征,获取不同水深和海况条件下收放系统动态响应统计规律。以深海海底钻机收放系统为例,对随机不规则波浪激励引起的母船摇荡—脐带缆—深海海底钻机摇荡进行分析,建立了计入海水阻尼的深海海底钻机收放系统动力学模型。然后,以随机不规则波浪的有义波高为特征值,产生随机不规则波浪激励,应用收放系统动力学模型分析计算系统动态随机响应,应用雨流计数法分析收放系统动态响应特性随机分布特征,并对不同水深和海况条件下的钻机摆动状况、升沉运动以及脐带缆张力等动态特性进行随机数值仿真分析与讨论。所提出的方法为随机不规则波浪激励下,海洋装备收放系统动态特性分析提供了新途径。 | 金永平 万步炎 刘德顺 彭佑多 郭勇 | 2018 | 机械工程学报2018，54，23： | 5 |
| 7 | 基于Simulink深海海底车行走液压机构建模分析显示文摘为高效开采运输海底矿产,深海行走机构多采用液压系统驱动执行机构,系统性能对整个机构性能影响较大。根据海底车液压行走机构的总体设计模型和液压驱动系统原理,建立了行走驱动液压系统的数学模型。根据系统设计参数,建立各个环节的数学模型,基于MATLAB/Simulink建立深海行走机构各单元及整机的分析模型。通过调速系统对直流电机的负载进行调节,对电枢电流与输出转速之间的关系进行分析;并对液压驱动系统的静动态特性及机构越障性能进行分析。分析结果可知:通过速度调节,控制液压主回路中的流量满足各个驱动马达的需要,实现驱动马达输出转速,使各个轮边马达按照设定的速度运行;通过增加积分环节,可使行走机构在给定的转矩运行,能够完全消除静态误差;机构越障时,轮系的变化趋势基本相同,可以很好地满足海底行走越障的需要。 | 陈佳彬 高剑虹 | 2017 | 机床与液压2017，45，9： | 3 |
| 8 | 履带-地面耦合系统机理分析与建模显示文摘针对以往研究中以履带或地面土壤做单一对象而忽略了履带与地面相互作用的问题,对履带-地面耦合系统进行机理分析,建立履带-地面耦合系统数学模型,利用地面力学特性参数和履带行走机构特性参数分析履带-地面耦合系统的摩擦力和侧面推土力,对履带-地面间的相互作用关系进行定量描述。利用Recurdyn仿真分析软件验证所提模型的有效性,并进一步揭示履带-地面耦合系统的机理规律。该模型可为履带车辆的通过性和牵引性研究提供基础。 | 姚禹 王博 高智 | 2018 | 长春工业大学学报2018，39，6： | 3 |
| 9 | 履带板结构参数对牵引力影响试验研究显示文摘履带式作业装备在复杂环境下发挥越来越重要的作用,其履带行走机构通过与接触地面相互作用而获得驱动力,因此履带板结构的合理性直接影响到履带车的牵引性能。为了进一步优化履带作业车的行走机构,在实验室土槽中对模拟履带板进行牵引试验,按照常用刚性履带的履带板结构制作试验用履带板模型,通过改变履带板的结构参数,获得不同参数下牵引性能的变化规律,为优化履带板和提升履带作业车的整体牵引性能提供试验依据。 | 李军政 孙松林 彭姣春 | 2017 | 农业装备与车辆工程2017，55，10： | 3 |
| 10 | 深海小型履带式机器人转向动力学建模与分析显示文摘为预测复杂海底环境下的小型履带式机器人转向运动性能,运用履带与土壤之间的剪切应力-剪切位移关系,考虑履带滑转以及转向离心力因素,并将水中浮力和水阻力参数引入构建履带式机器人深海底质土壤环境下的稳态转向动力学模型。将海底土壤参数、机器人结构参数代入动力学模型迭代求解,分析得到影响海底履带式机器人运动性能的因素。以一款深海小型履带式机器人为研究对象,在动力学仿真软件Recurdyn中构建动力学模型,通过动力学仿真得到的数据与理论计算数据具有较高的一致性,最后通过水池试验对比验证了动力学仿真的正确性。本文提出的稳态动力学模型可以作为海底履带式机器人不同机械结构参数、土壤条件下通过性预测的理论依据。 | 张运修 张奇峰 杨宝林 张艾群 | 2020 | 海洋技术学报2020，39，2： | 3 |
| 11 | 海底履带采矿车打滑控制研究显示文摘针对深海海底多金属结核矿区底质稀软,承载能力低,履带采矿车沉陷和打滑等问题,设计了一种采矿车浮力调节装置,并提出一种基于浮力调节的履带采矿车打滑控制方法;针对深海海底履带采矿车真实打滑率不易测量的问题,应用RecurDyn软件构建履带采矿车动力学模型,获取履带采矿车实际输出速度、实时打滑率;通过RecurDyn与MATLAB进行联合仿真,验证应用浮力调节对采矿车打滑控制的可行性。联合仿真结果表明,基于浮力调节的打滑控制方法能够有效改善打滑率,当履带采矿车出现严重打滑时,能够迅速降低打滑率并保持平稳运行。 | 孙海舰 何震 冯迎宾 李智刚 | 2019 | 机械设计2019，36，12： | 2 |
| 12 | 基于AUPF算法的水下履带车动力学参数估计显示文摘针对多金属结核采矿车在稀软底质行驶作业时有效驱动轮半径和履带打滑率等动力学参数难确定的问题,基于多金属结核采矿车的牵引力分析和液压驱动系统的负载特性分析,建立用于多金属结核采矿车动力学参数估计的高阶非线性系统模型.针对基于高斯模型的无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)算法无法在非线性系统取得较高估计精度的问题,提出利用基于蒙特卡洛采样原理的自适应无迹粒子滤波(Adaptive Unscented Particle Filter,AUPF)算法进行动力学参数测算方案,通过自适应无迹卡尔曼滤波(Adaptive Unscented Kalman Filter,AUKF)改善粒子滤波(Particle Filter,PF)的概率密度函数,解决PF容易发散和UKF估计精度不高的问题.实验结果表明,AUPF算法得到的多金属结核采矿车的动力学参数误差均小于最大允许误差,满足精准在线测算的性能需求. | 陈昱衡 吴鸿云 边有钢 | 2022 | 湖南大学学报(自然科学版)2022，49，8： | 2 |
| 13 | 避障模式下深海采矿系统动力学分析显示文摘为研究避障模式下深海采矿系统中中间仓的运动规律,基于虚拟样机技术建立5 km硬管水力输送系统虚拟样机模型,根据现有的全区域覆盖算法,提出3种可能的避障模式(圆形、矩形、折返避障模式),分析不同避障模式、避障速度、障碍物距离对中间仓运动特性的影响,并进行模拟实验研究。研究结果表明:中间仓的运动主要发生在集矿机前进的方向上;在起始点附近,折返避障模式下,避障结束时中间仓位移的最大值达3.0 m,比圆形和矩形避障模式的高;当避障速度从0.4 m/s增加到1.0 m/s时,中间仓位移平均值的增加幅度小于0.2 m;障碍物距离对中间仓运动特性影响较大,中间仓位移平均值和最大值随障碍物距离的增加而逐渐减少;在进行采集路径规划时,尽量使障碍物距离大于200 m。因此,对集矿机进行避障算法设计时,不仅要考虑算法的可行性,还要考虑整个系统在不同避障模式下动力学特性。 | 徐海良 彭能 杨放琼 | 2020 | 中南大学学报(自然科学版)2020，51，3： | 2 |
| 14 | 全海深着陆车着底冲击特性与集中应力结构改进显示文摘为分析全海深着陆车冲击特性并提高着底安全性,基于潜浮和着底运动的规律,将着底过程划分为6种拟着底状态,采用显式动力学方法对着底冲击模型进行数值模拟,并对张紧轮支架进行了改进设计;分析6种拟着底状态下着陆车张紧轮支架改进前后的最大应力,并对比分析了岩石地面和泥质地面的冲击响应特性。研究结果表明:张紧轮支架改进后具有明显的缓冲作用,着陆车冲击岩石地面和泥质地面的最大应力分别减小到原来的13%和30%;弹簧阻尼结构可降低车体的集中应力,但其刚度系数对冲击应力影响较小。由着陆车各状态数值模拟结果可知,改进后的车体结构具有更高的安全性,为研制可适应复杂海底的全海深着陆车提供理论依据。 | 郭威 孙洪鸣 徐高飞 李广伟 周悦 王敏健 | 2021 | 中国机械工程2021，32，7： | 2 |
| 15 | 基于PROE和ADAMS的履带小车设计与仿真显示文摘为提高农业生产效率和改善作业环境,设计了一种搭载多功能模块应用于现代农业生产的履带小车。考虑到履带小车应用环境的不确定性和搭载模块质量分布的影响,确保其在农业生产过程中的可靠性和稳定性,首先利用PROE软件对履带小车进行三维建模,然后利用MSC ADAMS对其进行动力学特性分析,结果验证了设计的合理性。该设计与仿真的结果对后期履带小车物理样机试制具有指导意义。 | 刘辉 王川 徐荣 | 2020 | 齐齐哈尔大学学报(自然科学版)2020，36，4： | 2 |
| 16 | 橡胶履带柔性复合材料的本构模型显示文摘橡胶履带性能是影响履带式行走装置使用寿命的关键因素之一。为准确表征橡胶履带在服役条件下产生的大变形、非线性和各向异性等力学行为,开展不同帘线偏角下橡胶-帘线复合材料单轴拉伸试验研究,分析帘线偏角对材料力学性能的影响,建立一种考虑橡胶与帘线相互作用的超弹性本构模型。基于粒子群优化算法和牛顿迭代法,提出一种模型参数寻优拟合方法。依次根据帘线偏角为90°、0°和15°的单轴拉伸数据拟合得到模型参数,并对帘线偏角为45°和60°的单轴拉伸数据进行预测,拟合曲线的决定系数R2分别为0.9928和0.9829,预测效果较为理想。对不同帘线偏角的单轴拉伸试验工况进行数值仿真,并与试验数据进行对比分析。结果表明,仿真结果与试验数据趋势基本一致,最大仿真误差约为10.86%,验证了所提模型的正确性以及与有限元分析的适应性。 | 赵子涵 穆希辉 杜峰坡 | 2020 | 兵工学报2020，41，9： | 1 |
| 17 | 地面车辆机动性评估方法与应用显示文摘首先,讨论了地面车辆机动性的内涵,对基于经验、半经验、数值模拟以及机器学习等当前地面车辆机动性评估的主要方法进行了全面、系统的总结,并对比分析了各种方法的优缺点。然后,从军用领域、海底作业、行星探索以及农业作业等机动性评估的应用场景进行了分析讨论。最后,针对目前车辆机动性评估方法中存在的一些问题,从车辆机动性实时评估和地形实时感知、变形地形上的路径规划以及无人系统自主机动性评估等关键技术和应用方面提出了一些探索性的研究方向,为车辆机动性评估方法的后续发展提供了有益的参考。 | 华琛 牛润新 余彪 | 2022 | 吉林大学学报(工学版)2022，52，6： | 1 |
| 18 | 海岸带履带机器人底盘参数优化与行驶仿真分析显示文摘针对大范围移动考察、多点位作业的需求,提出一种海岸带履带机器人。为提高履带机器人的行驶性能,基于其转向运动学,展开履带地面力学性能研究,并建立转向阻力矩与底盘、地质沉积物参数关系的数学模型,采用遍历求解思想解决履带机器人底盘参数优化问题;利用Recur Dyn建立履带机器人多体动力学模型,展开淤泥、黏土地质、速度以及转向方式对其行驶性能的影响研究,获得履带机器人工作时行驶速度、质心纵向位移、横向偏移、俯仰角、纵向加速度以及轨迹曲线。结果显示:当履带接地长度、宽度以及中心距分别为0.9m、0.18m、0.79m时,履带机器人切边转向最小阻力矩为390.05N·m;同黏土地质相比,履带机器人在淤泥地质上要严格控制行驶速度,且采取切边转向方式,其行驶性能较好。开展海岸带地质特殊力学载荷下的履带机器人多种工况下的行驶性能研究,分析其行驶性能,可为实际海岸带履带机器人的结构设计优化、以及轨迹控制研究奠定基础。 | 郭进宝 周悦 郭威 孙洪鸣 吴凯 | 2022 | 制造业自动化2022，44，12： | 1 |
| 19 | 硬质路面条件下履带车辆转向模型分析及验证显示文摘履带车辆与地面之间的作用关系复杂,基于地面剪切位移的方法通常会用到对时间和位置的积分,模型较为复杂,无法直接应用到车辆的实时控制算法中。通常情况下,履带车辆转向分析会将接地压力看作连续线性分布或者多矩形分布,但是试验和计算结果均表明硬质土壤条件下,履带接地压力为多峰值分布,前述两种分布均不能体现接地压力的真实状态。本文针对上述问题,在前人研究的基础上,对履带接地压力分布进行求解,提出了履带车辆接地压力简化模型。该简化模型更符合硬质路面履带接地压力的真实状态,并被应用于履带车辆转向动力学分析与验证。利用J.Y.Wong提出的垂向负载-剪切位移变化关系解决了垂向压力变化的同时剪切位移计算的问题,提出了履带车辆转向分析模型(以下简称分析模型),试验结果表明该模型有较高的精度。但是其复杂度仍然较高,为了进一步简化模型,借鉴轮式车辆轮胎侧偏角和滑转率的概念,利用履带车辆履带-地面剪切位移关系推导了简化履带车辆动力学模型(以下简称简化模型)。该模型避免了复杂的积分或者求和,显著降低了履带车辆动力学模型的复杂度,能够应用于基于模型的无人驾驶履带车辆轨迹控制方法中,且模型精度接近前述履带车辆转向分析模型。 | 张瑞增 龚建伟 陈慧岩 刘海鸥 卢佳兴 | 2023 | 兵工学报2023，44，1： | 0 |
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