本文關鍵詞：考慮關節(jié)間隙和潤滑的單個旋轉鉸機構動力學特性分析

  更多相關文章： 多體系統(tǒng) 關節(jié)間隙 關節(jié)潤滑 動力學分析 動力學仿真

【摘要】：隨著現代高新技術的發(fā)展,對航空航天精密機構的位置精度、可靠性、控制度、長壽命及運行環(huán)境適應性的要求不斷提高。作為衡量和預測上述性能的理論工具,系統(tǒng)動力學研究在航空航天精密機構的設計及控制過程中擁有至關重要的地位。關節(jié)內間隙和潤滑將會嚴重地影響到機械系統(tǒng)動力學特性。因此,國內外學者越來越重視關節(jié)間隙及潤滑對航空航天精密機構的動力學特性的影響。然而,據公開資料顯示,目前該領域的研究主要局限于關節(jié)間隙對機構動力學特性影響,而在關節(jié)潤滑產生的影響方面考慮較少。因此,本文在同時考慮關節(jié)間隙和潤滑的前提下,對多體機構的動力學特性進行研究分析,主要包括以下內容:為了使多體機構的動力學模型與其實際工作時的情況相接近,本文選擇了“接觸-分離”的二狀態(tài)模型作為旋轉鉸機構的接觸模型�；诖四Ｐ�,分別建立了多體機構在工作過程中的碰撞力模型、摩擦力模型和鉸潤滑模型,并利用拉格朗日乘子法求得了該機構的動力學方程。針對多體機構的單個旋轉鉸,本文采用非線性彈簧阻尼模型來描述間隙鉸處的接觸碰撞過程,潤滑劑充滿在銷軸和軸套之間的關節(jié)間隙內,銷軸與軸套之間沒有接觸時,兩者之間的作用力通過潤滑劑傳遞,流體動力相當于阻力在反對銷軸過河軸套之間的相互運動,主要分為兩者之間的相對徑向運動和相對旋轉運動兩個方面。因此本文采用Pinkus-Sternlicht模型來描述關節(jié)潤滑對機構運動過程的影響�；谏鲜瞿Ｐ�,在同時考慮關節(jié)間隙與潤滑的條件下,利用Gear法求解了該機構的動力學方程,并確定了包括銷軸與軸套的碰撞力、維持恒定轉速所需要的驅動力矩和銷軸中心的運動軌跡在內的動力學特性為主要研究動態(tài)參數。在關節(jié)間隙一定的情況下,通過分析是否考慮關節(jié)潤滑著兩種情況,研究了關節(jié)潤滑對機構動力學特性的影響;并且在此基礎上,進一步研究了間隙大小、輸入轉速、潤滑粘度和摩擦系數對上述動力學特性的影響。在考慮關節(jié)間隙和潤滑的條件下,運用ADAMS軟件對單個旋轉鉸進行了動力學仿真,并將理論計算獲得的動力學特性和仿真獲得的動力學特性進行了對比分析,結果表明二者基本吻合,從而驗證了理論潤滑模型的有效性和準確性。
【關鍵詞】：多體系統(tǒng) 關節(jié)間隙 關節(jié)潤滑 動力學分析 動力學仿真
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國內外研究現狀12-16
• 1.2.1 多體系統(tǒng)動力學研究狀況12-13
• 1.2.2 考慮關節(jié)間隙鉸機構動力學研究現狀13-15
• 1.2.3 含潤滑鉸機構動力學研究現狀15
• 1.2.4 動力學仿真技術發(fā)展現狀15-16
• 1.3 本文主要研究內容16-18
• 第2章 考慮關節(jié)間隙的鉸機構碰撞動力學描述及建模方法18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 間隙鉸機構描述18-19
• 2.3 間隙鉸運動描述19-20
• 2.4 間隙鉸數學描述20-22
• 2.5 碰撞力模型22-23
• 2.6 間隙鉸運動模式識別23
• 2.7 拉格朗日方程建模方法23-26
• 2.8 本章小結26-27
• 第3章 考慮關節(jié)潤滑的單個鉸鏈接結構動力學建模及求解方法27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 理想鉸機構動力學建模27-31
• 3.2.1 機構運動學方程建立28
• 3.2.2 理想鉸動力學方程建立28-31
• 3.3 含間隙與潤滑鉸機構動力學建模31-42
• 3.3.1 運動學方程建立32-33
• 3.3.2 拉格朗日方程建立33-35
• 3.3.3 間隙鉸接觸碰撞判定條件35-36
• 3.3.4 碰撞力模型36-37
• 3.3.5 摩擦力模型37
• 3.3.6 鉸潤滑模型37-41
• 3.3.7 旋轉鉸機構動力學方程建立41-42
• 3.4 動力學求解方法42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 考慮關節(jié)潤滑的單個鉸機構動力學特性分析43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 含單間隙與潤滑鉸機構系統(tǒng)簡述43-46
• 4.3 考慮潤滑的單個鉸鏈接機構動力學特性分析46-54
• 4.3.1 潤滑情況對機構動力學特性的影響46-48
• 4.3.2 輸入轉速對機構動力學特性的影響48-49
• 4.3.3 間隙大小對機構動力學特性的影響49-51
• 4.3.4 潤滑粘度對機構動力學特性的影響51-52
• 4.3.5 摩擦系數對機構動力學特性的影響52-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第5章 考慮關節(jié)間隙和潤滑的單個鉸機構動力學仿真55-65
• 5.1 引言55
• 5.2 考慮關節(jié)間隙與潤滑的單個鉸鏈接機構模型建立55
• 5.3 考慮潤滑的單個鉸鏈接結構仿真結果分析55-63
• 5.3.1 潤滑情況對機構動力學特性的影響56-57
• 5.3.2 間隙大小對機構動力學特性的影響57-59
• 5.3.3 輸入轉速對機構動力學特性的影響59-60
• 5.3.4 潤滑粘度對機構動力學特性的影響60-62
• 5.3.5 摩擦系數對機構動力學特性的影響62-63
• 5.4 理論分析結果和軟件仿真結果對比分析63-64
• 5.5 本章小結64-65
• 結論65-67
• 參考文獻67-73
• 附錄73-76
• 致謝76

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