本文關(guān)鍵詞：考慮運動副磨損間隙的柔性機構(gòu)動力學(xué)與實驗研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進步,機械機構(gòu)正向著高精度、高速化、長壽命、輕質(zhì)化方向發(fā)展。運動副間隙和構(gòu)件柔性將極大的影響機構(gòu)的動態(tài)性能,使機構(gòu)精度和可靠性降低。機構(gòu)運行時間隙運動副中存在磨損行為,磨損是個極其復(fù)雜的現(xiàn)象,受很多因素影響;磨損逐漸積累使運動副間隙不斷增大,導(dǎo)致機構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)偏離理想運動狀態(tài),精度和可靠性降低甚至引起失效。含間隙柔性多體機構(gòu)運動副磨損已成為多體機構(gòu)動力學(xué)研究的熱點問題,本文將考慮運動副間隙、構(gòu)件柔性以及各種影響因素,對含間隙柔性多體機構(gòu)運動副磨損特性進行深入研究,為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計提供理論指導(dǎo)。首先建立運動副間隙矢量模型、數(shù)學(xué)模型和間隙副接觸力模型;采用浮動坐標(biāo)系法描述柔性構(gòu)件位形;基于浮動坐標(biāo)系法和Lagrange乘子法建立柔性多體動力學(xué)方程;將運動副間隙模型嵌入到柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)模型中,建立含間隙的柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)模型;采用經(jīng)典的Archard磨損模型方法,建立間隙副磨損動態(tài)計算模型,提出一種含間隙柔性多體機構(gòu)間隙鉸磨損動態(tài)計算方法,為磨損計算提供理論基礎(chǔ)。然后,基于建立的磨損動態(tài)計算模型,研究運動副間隙、驅(qū)動速度、構(gòu)件柔性、接觸剛度、摩擦系數(shù)等對間隙運動副磨損特性的影響。根據(jù)建立的磨損動態(tài)計算模型,將磨損劃分為多個磨損計算周期,對于每個周期基于有限元思想求解。將模型應(yīng)用到曲柄滑塊機構(gòu)中,求解含間隙和柔性連桿的機構(gòu)動力學(xué)方程,得到接觸應(yīng)力和相對滑移速度作為動態(tài)磨損計算的輸入?yún)?shù),嵌入間隙副磨損動態(tài)計算流程,對機構(gòu)間隙旋轉(zhuǎn)鉸進行磨損計算。將磨損后的非規(guī)則間隙嵌入到計算模型中,首先進行運動副元素輪廓重構(gòu),將重構(gòu)的輪廓嵌入到機構(gòu)模型中,研究分析機構(gòu)位移響應(yīng)、速度響應(yīng)、加速度響應(yīng)以及間隙副接觸力的變化;然后分析磨損周期性,研究前后周期之間的相互影響;最后研究磨損間隙對機構(gòu)響應(yīng)誤差和可靠性的影響。搭建曲柄滑塊實驗平臺,采用實驗方法研究含間隙柔性多體機構(gòu)動力學(xué)特性和磨損特性,驗證前文研究結(jié)論的正確性。通過該實驗平臺研究間隙大小和驅(qū)動速度變化對機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)和間隙副磨損量的影響,得到磨損間隙對機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的影響規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：運動副間隙 柔性構(gòu)件 磨損特性 非規(guī)則 動態(tài)響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題來源及研究目的與意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題研究目的與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 柔性多體動力學(xué)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 含間隙機構(gòu)動力學(xué)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 間隙運動副磨損國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 考慮間隙的柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)建模18-32
• 2.1 旋轉(zhuǎn)運動副間隙模型18-21
• 2.1.1 旋轉(zhuǎn)運動副間隙矢量模型19
• 2.1.2 旋轉(zhuǎn)運動副間隙數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.2 間隙運動副接觸碰撞力模型21-24
• 2.2.1 間隙運動副法向碰撞力模型22-23
• 2.2.2 間隙運動副切向摩擦力模型23-24
• 2.3 柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)模型24-29
• 2.3.1 柔性構(gòu)件位形描述24-26
• 2.3.2 考慮間隙的柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)模型26-29
• 2.4 磨損計算數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.4.1 Archard磨損模型29
• 2.4.2 磨損動態(tài)計算數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 含間隙多體機構(gòu)運動副磨損特性研究32-50
• 3.1 間隙運動副摩擦磨損概述32-35
• 3.1.1 磨損過程概述32-33
• 3.1.2 磨損計算參數(shù)的確定33-35
• 3.2 柔性動力學(xué)和磨損的耦合計算35-36
• 3.3 間隙對旋轉(zhuǎn)副磨損特性的影響36-40
• 3.3.1 間隙個數(shù)對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響37-38
• 3.3.2 間隙大小對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響38-40
• 3.4 柔性和接觸剛度對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響40-45
• 3.4.1 構(gòu)件柔性對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響40-42
• 3.4.2 接觸剛度對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響42-45
• 3.5 驅(qū)動和摩擦對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響45-49
• 3.5.1 驅(qū)動速度對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響45-46
• 3.5.2 摩擦系數(shù)對間隙旋轉(zhuǎn)鉸磨損特性的影響46-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 含磨損間隙的機構(gòu)動力學(xué)特性研究50-62
• 4.1 磨損后副元素表面輪廓重構(gòu)50-53
• 4.2 磨損間隙對機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的影響53-56
• 4.2.1 磨損間隙對機構(gòu)位移響應(yīng)的影響53-54
• 4.2.2 磨損間隙對機構(gòu)速度響應(yīng)的影響54-55
• 4.2.3 磨損間隙對機構(gòu)加速度響應(yīng)的影響55-56
• 4.3 磨損行為周期性分析56-59
• 4.3.1 磨損間隙對接觸力的影響56-57
• 4.3.2 第二周期磨損特性分析57-59
• 4.4 磨損間隙對機構(gòu)可靠性影響59-61
• 4.4.1 含磨損間隙的機構(gòu)響應(yīng)誤差分析59-60
• 4.4.2 含磨損間隙的機構(gòu)可靠度分析60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 含間隙機構(gòu)動力學(xué)和磨損特性實驗研究62-75
• 5.1 曲柄滑塊實驗臺設(shè)計62-67
• 5.1.1 實驗系統(tǒng)性能分析62-63
• 5.1.2 實驗系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計63-64
• 5.1.3 驅(qū)動系統(tǒng)及調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計64
• 5.1.4 實驗臺檢測系統(tǒng)設(shè)計64-65
• 5.1.5 實驗臺機械結(jié)構(gòu)設(shè)計65-67
• 5.2 間隙和驅(qū)動對機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的影響實驗研究67-71
• 5.2.1 間隙大小對機構(gòu)動態(tài)的影響67-69
• 5.2.2 驅(qū)動速度對機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的影響69-71
• 5.3 磨損特性實驗研究71-72
• 5.3.1 間隙大小對磨損量的影響71-72
• 5.3.2 驅(qū)動速度對磨損量的影響72
• 5.4 磨損間隙對機構(gòu)運動響應(yīng)影響實驗研究72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻77-83
• 致謝83

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1 楊東超;賓洋;賈振中;趙旦譜;;消極運動副的產(chǎn)生原因及判定方法[J];中國機械工程;2008年07期

2 黃海洋;李艷;井超超;周嬌;;運動副間隙振動狀態(tài)實驗研究[J];北京印刷學(xué)院學(xué)報;2010年04期

3 張建瓴，李哲，，李驪;對預(yù)測含間隙機構(gòu)運動副元素分離方法的修正[J];機械科學(xué)與技術(shù);1995年01期

4 俞武勇,季林紅,閻紹澤,金德聞,賈曉紅;含間隙機構(gòu)運動副的動力學(xué)模型[J];機械科學(xué)與技術(shù);2001年05期

5 曲繼方;;運動副的滑滾轉(zhuǎn)換方法及應(yīng)用[J];佳木斯工學(xué)院學(xué)報;1991年01期

6 崔玉蓮,劉櫇;關(guān)于運動副耐磨可靠性方程的幾點討論[J];裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報;1997年01期

7 何成銘,劉櫇,梅國建;構(gòu)件和運動副的工作能力的定量描述[J];裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報;1997年03期

8 謝進,陳永;含間隙回轉(zhuǎn)副的運動副元素分離準(zhǔn)則中鈺/R的探討[J];機械傳動;1999年01期

9 秦偉,黃茂林;間隙和接觸尺度對運動副自由度影響的研究[J];機械設(shè)計;2002年12期

10 周燕輝;易陽春;周小軍;;典型運動副的等效結(jié)構(gòu)研究[J];井岡山學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 周昌登;;運動副磨損狀態(tài)的監(jiān)控[A];第五屆全國摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];1992年

2 張偉;李春洋;;兩種運動副間隙模型動力學(xué)特性分析[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學(xué)和運動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議摘要集與會議議程[C];2013年

3 劉柏希;原大寧;劉宏昭;;考慮運動副阻尼的機構(gòu)系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)研究[A];第十四屆全國機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

4 黃茂林;安培文;秦偉;;平面閉鏈機構(gòu)約束不確定性影響及自調(diào)結(jié)構(gòu)的分析[A];第十四屆全國機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張續(xù)沖;考慮運動副間隙的平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 李仁軍;考慮運動副摩擦的混合輸入機構(gòu)理論與實驗研究[D];西安理工大學(xué);2009年

3 田為軍;德國牧羊犬運動特性及其運動模型研究[D];吉林大學(xué);2011年

4 肖英奎;運動同步記錄與在線模擬技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2005年

5 賀鎮(zhèn);多回路及自適應(yīng)機構(gòu)自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究與工程實踐[D];重慶大學(xué);2006年

6 劉江南;基于創(chuàng)新技法的機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)若干問題研究[D];湖南大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃磊;可穿戴式氣動手腕運動康復(fù)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 李玉娟;考慮運動副間隙的平面函數(shù)機構(gòu)概率分析與綜合[D];西華大學(xué);2015年

3 周軍生;考慮運動副磨損間隙的柔性機構(gòu)動力學(xué)與實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

4 魏強;基于等效阻力梯度的約束變胞運動副結(jié)構(gòu)綜合[D];東北大學(xué);2012年

5 劉柏希;考慮運動副阻尼的彈性機構(gòu)系統(tǒng)動力學(xué)研究[D];西安理工大學(xué);2004年

6 熊敏;考慮運動副間隙商標(biāo)模切機主切機構(gòu)及控制系統(tǒng)分析、設(shè)計[D];西安理工大學(xué);2002年

7 趙明成;考慮運動副間隙的翅翼機構(gòu)混沌運動及其控制研究[D];西南交通大學(xué);2010年

8 王大燕;考慮彈簧和運動副間隙的微撲翼飛行器翅翼機構(gòu)動力學(xué)研究[D];西南交通大學(xué);2008年

9 王肖;考慮多運動副間隙的顎式破碎機動力學(xué)分析[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2014年

10 許龍旭;含多運動副間隙的低噪音挖掘系統(tǒng)的非線性振動分析[D];天津大學(xué);2010年

本文編號：894732