摘要：复杂机电产品中柔性线缆敷设时空间位姿和形态易发生变化,从而导致线缆在敷设过程中线缆取样信息不准确,严重影响线缆敷设效率.为此,提出一种基于精确Cosserat模型的柔性线缆物理特性建模与变形仿真方法.该方法针对线缆大变形特性,先建立线缆活动标架和线缆参数化模型,并分析线缆的空间演化过程;其次对线缆空间位姿和形态进行描述,综合考虑线缆的几何特性和物理特性建立了基于精确Cosserat模型的线缆物理特性模型,构建出柔性线缆的动力学平衡方程;最后对模型进行数值积分求解,模拟线缆在敷设过程中的变形过程.文中设计并开发了相应的柔性线缆布局仿真原型系统,并通过实例对文中方法进行了验证.

摘要：针对复杂机电产品中柔性线缆结构复杂且在装配操作中发生变形而导致的装配过程仿真难的问题,系统地提出了柔性线缆装配过程仿真的解决方案及其关键技术的实现方法.首先提出一种基于元素包含关系和无向图的线缆数字化表达模型,实现了复杂线缆拓扑、几何和属性信息的统一表达,为装配过程仿真奠定了基础;然后提出一种改进的层次链装配过程模型,统一处理针对不同对象的装配任务和装配操作等,实现了装配过程中线缆和结构件交叉装配任务和装配操作的表达和存储;最后建立一种改进的线缆质点-弹簧模型,通过添加长度变化约束并设定典型装配操作中的约束条件,实现了线缆在装配仿真中柔性形变的实时仿真.在开发的原型系统中实现了柔性线缆的装配过程仿真,并通过实例验证了文中方法的可行性.

摘要：研究舱间线缆动力学模型及其扰动传递特性,是深入考察连接线缆刚柔耦合效应影响的重要依据。以绝对节点坐标方法(ANCF)三维缩减曲梁单元模型为背景,考虑线缆的大变形特性,构造新的大变形线缆单元弹性力模型。在此基础上,用数值方法对典型约束工况下线缆单元弹性力模型进行计算和分析,获得位移-扰动力线性关系下的两舱振幅范围。此外,结合有限元方法,获得了舱间线缆不同布线构型的等效结构刚度矩阵模型。结果表明:布线过程中合理排列不同材料性能线缆,可有效降低耦合效应的影响,为后续舱间线缆布线规划提供了理论依据。

摘要：针对分离式卫星载荷模块(PM)受到扰动时可能与服务模块(SM)发生碰撞的问题,综合音圈电机反电动势(back-EMF)和柔性线缆动力学的效应,基于牛顿欧拉法建立了分离式卫星(DFP)载荷模块动力学模型。基于Hertz接触理论,推导了分离式卫星碰撞过程中连续接触力模型,并分析了碰撞过程中产生的接触力对载荷模块指向精度和指向稳定度的影响。数值仿真结果表明,碰撞使得载荷模块指向精度和指向稳定度下降5个数量级,碰撞后载荷模块可再次恢复到超静超稳工作状态,恢复时间超过1400 s。本文建立的碰撞模型对研究分离式卫星碰撞规避和碰撞控制具有重要意义。

摘要：高速动车组的布线质量非常重要,传统的二维图纸及线束走向表等指导布线方式,无法明晰线束路径及布线工艺等细节。为解决轨道车辆布线工艺数字化、信息化程度低及布线质量和可靠性差等问题,提出一种带工艺约束柔性体模拟的轨道车辆布线方法。建立基于Kirchhoff弹性杆理论的中心线-标架离散线缆模型,实现线缆空间位姿和截面状态的精确实时模拟。分析布线过程中典型工艺约束,构建端点连接、位置、动态固定和接触等典型工况下的工艺约束简化表达,并引入罚函数构建带约束线缆模拟能量模型。基于准静态模拟方法,计算扭转角度更新材料标架,求解带工艺约束柔性线缆能量模型作用在中心线上的力,通过半隐式欧拉法获得线缆在工艺约束和重力共同作用下的动力学空间形态和位姿,并引入基于位置动力学方法处理线缆模型的定长和接触约束,实现带工艺约束的高真实感柔性线缆模拟。设计和开发带工艺约束柔性体模拟的轨道车辆布线仿真系统,并通过线缆形态模拟与仿真对比、轨道车辆线槽与车体布线仿真实例,验证该方法的准确性和有效性。系统仿真结果表明,该柔性体模拟方法提高了轨道车辆布线工艺数字化水平,具有较高的真实感,有利于提高轨道车辆布线质量和可靠性。

摘要：美国Infinite Electronics旗下品牌,有线和无线连接产品知名制造商L-com日前宣布推出一系列适用于工业连接应用场景的带锁紧螺钉机器视觉应用的高柔性连续运动USB 3.0线缆组件新产品。L-com的新型USB 3.0高柔性线缆设计用于标准USB线缆会失效的应用场景中。得益于特殊的高柔性连续运动TPE线缆,即使组件弯曲多达一百万次,这种线缆的性能也不会降低。

摘要：获取轨道车辆在最小半径曲线线路上的几何通过能力的方法主要有作图法、公式计算法、动态仿真法和试验法,文章对几种设计方法的优缺点进行了对比分析。同时建议修订我国轨道客车几何曲线通过能力设计和试验方面的标准,引进柔性线缆模拟技术,助推行业仿真技术不断提升。

摘要：柔性管线是复杂机电产品设计的基础,如何实现实时构建逼真的数字化模型是提高管线布线仿真效率和质量的关键,为此提出一种几何模型与物理模型完全匹配的柔性管线数字化建模方法。首先,将柔性管线离散化为一系列的管线段模型,每个管线段都建立刚性杆单元,管线段的中心创建集中质量单元,在相邻管线段之间的连接点处建立一种新型约束单元描述相邻连接点之间的相对位移量、弯曲角度量与扭转角度量,并建立其与柔性管线材料物理特性的关联关系,从而完成柔性管线的物理模型构建;其次,针对离散化的管线段物理模型,以“胶囊体”模型为几何单元进行一一映射,形成柔性管线的几何模型;最后,以某控制系统柔性线缆布线仿真为例,对提出的柔性管线数字化建模方法进行了验证,构建的柔性管线具有非常逼真的可视化效果,同时能够满足实时运动仿真需求。