本文關鍵詞：基于熵理論的含間隙機構運動復雜度的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鉸鏈是機構的重要組成部分,不論是航天領域中的空間站桁架、太陽能帆板等航天機構,還是普通機械領域的土方機械甚至是小型曲柄滑塊機構,都使用了鉸鏈連接。鉸鏈運動副副元素之間存在的間隙會影響機構的運動性能,是機械理論和工程亟待解決的關鍵問題。通過對間隙機構進行力學理論、仿真和實驗的研究來求解間隙與機構運動性能的關系,將為實際的機械系統(tǒng)結構設計和運動學行為提供分析方法和理論基礎。本文基于含間隙系統(tǒng)動力學理論,對含三維間隙系統(tǒng)的動力學進行了研究。系統(tǒng)地分析了三維間隙鉸的幾何特性、力學特性和間隙副副元素之間的接觸碰撞模式,建立了三維間隙鉸的數學模型和力學模型,分析了間隙系統(tǒng)的運動特性,建立了含間隙系統(tǒng)的動力學模型。為進一步分析間隙對系統(tǒng)的影響,探究間隙等參數與系統(tǒng)響應的關系,利用信號領域的信息熵理論,對系統(tǒng)響應信號進行時域、頻域和時頻域的特征分解,建立了能分析響應信號的奇異譜熵、功率譜熵和小波能譜熵模型,對影響間隙系統(tǒng)運動學的初始速度和間隙大小等因素進行了研究。根據動力學理論進行了含間隙的四桿機構的仿真,調用Fortran語言編寫的間隙鉸模型作為約束,加載到旋轉鉸上,模擬間隙碰撞的受力情況,并且對桿件進行柔性化,最終建立出含三維間隙的柔性四桿機構運動學模型。仿真研究了初始轉速和間隙大小對四桿機構運動學的影響。為進一步分析運動曲線,將仿真數據導入到MATLAB中,利用奇異譜熵、功率譜熵和小波能譜熵模型進行數據處理和分析,得出轉速和間隙大小與機構運動復雜度的關系。對含間隙的四桿機構進行實驗研究,分析了機構的位移、速度和加速度隨著激勵大小和間隙大小變化的特性,定性的分析了機構的運動特性與轉速和間隙的關系。對機構響應進行信息熵的計算,得到對應熵值的變化規(guī)律。將實驗和仿真結果進行比較,證實了速度和間隙對機構運動復雜度的重要影響,驗證了信息熵模型的可行性。
【關鍵詞】：三維間隙 動力學模型 信息熵 運動復雜度
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.45
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 含間隙機構的研究背景10-11
• 1.2 含間隙機構建模研究現狀11-12
• 1.3 含間隙機構動力學研究現狀12-13
• 1.4 系統(tǒng)響應的信息熵分析方法13-14
• 1.5 本文主要研究內容14-16
• 第2章 含間隙機構動力學模型與信息熵分析模型的建立16-38
• 2.1 間隙鉸模型的建立16-22
• 2.1.1 間隙鉸幾何描述16-18
• 2.1.2 間隙鉸數學模型18-22
• 2.2 含間隙系統(tǒng)動力學模型的建立22-28
• 2.2.1 法向接觸力模型22-25
• 2.2.2 軸向接觸力模型25
• 2.2.3 切向接觸力模型25-26
• 2.2.4 間隙鉸綜合受力模型26-27
• 2.2.5 含間隙鉸系統(tǒng)動力學模型27-28
• 2.3 信息熵分析模型的建立28-36
• 2.3.1 運動復雜度信息熵模型的建立28-30
• 2.3.2 奇異譜熵模型30-31
• 2.3.3 功率譜熵模型31-32
• 2.3.4 小波能譜熵模型32-33
• 2.3.5 系統(tǒng)運動復雜度信息熵的關聯性33-35
• 2.3.6 特征空間劃分的原則35-36
• 2.4 本章小結36-38
• 第3章 間隙系統(tǒng)運動復雜度仿真與分析38-61
• 3.1 間隙系統(tǒng)仿真軟件的選擇38
• 3.2 間隙機構運動復雜度分析流程38-39
• 3.3 四桿模型的建立39-43
• 3.3.1 四桿機構桿件的柔性化40-41
• 3.3.2 間隙鉸的標記與約束作用力41-43
• 3.4 三維間隙鉸力學仿真模型的建立43-47
• 3.4.1 設置與ADAMS匹配的Fortran編程環(huán)境43-44
• 3.4.2 三維間隙鉸程序編寫的初始判斷條件44-45
• 3.4.3 自定義間隙鉸程序與ADAMS/View的鏈接45-47
• 3.5 仿真結果與分析47-55
• 3.5.1 相同間隙不同轉速下仿真結果分析49-53
• 3.5.2 相同轉速不同間隙的仿真結果分析53-55
• 3.6 運動復雜度的分析55-58
• 3.6.1 奇異譜熵分析56-57
• 3.6.2 功率譜熵分析57
• 3.6.3 小波能譜熵分析57-58
• 3.7 復雜度信息熵綜合分析結果58-60
• 3.8 本章小結60-61
• 第4章 運動復雜度實驗61-77
• 4.1 曲柄滑塊實驗61-63
• 4.2 轉速實驗分析63-69
• 4.3 間隙實驗分析69-73
• 4.4 復雜度信息熵的分析73-76
• 4.4.1 轉速對運動復雜度的影響73-74
• 4.4.2 間隙對運動復雜度的影響74-76
• 4.5 本章小結76-77
• 第5章 結論與展望77-78
• 5.1 結論77
• 5.2 展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-85
• 個人簡介、參加的研究項目85

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：基于熵理論的含間隙機構運動復雜度的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：457242