為了滿足舵機傳動系統(tǒng)中鉸鏈小間隙、大力載和大接觸區(qū)域的特點,建立了一種適用于大面積接觸碰撞過程且考慮非線性變剛度系數(shù)和軸承軸向尺寸的法向接觸力模型。通過在不同間隙尺寸、恢復(fù)因數(shù)、初始碰撞速度和軸承軸向尺寸等各種工況下的仿真分析,驗證模型的適用范圍。進一步通過ADAMS軟件中用戶自定義子程序接口,將該接觸力模型通過編譯、鏈接嵌入舵機傳動系統(tǒng)的動力學(xué)模型中,仿真結(jié)果表明:多個間隙鉸下的系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)并非單個間隙下響應(yīng)的簡單疊加,其相互耦合作用加劇了系統(tǒng)的振蕩及非線性特性。該研究為含間隙鉸飛行器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及控制策略設(shè)計提供理論參考。 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,38(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

多體系統(tǒng)中間隙鉸模型

分別取間隙尺寸為0.01 mm,0.1 mm,0.3 mm和0.5 mm,初始相對碰撞速度為0.5 m/s,恢復(fù)因數(shù)為0.7,軸承軸向尺寸為15 mm進行仿真分析,結(jié)果如圖2及表1所示。結(jié)果表明:不同間隙尺寸下的接觸力和接觸深度在接觸和分離的過程是非對稱的,且隨著間隙尺寸的增大非對稱性越明顯;間隙越大,最大接觸深度越大,而最大接觸力越小,接觸力達到最大時的時刻與接觸深度達到最大時的時刻均增大;不同間隙下的軸-軸承碰撞后分離速度不變,且基于改進的非線性接觸力模型所得到實際接觸時的恢復(fù)因數(shù)與理想恢復(fù)因數(shù)的誤差均為4.286%,誤差可控制在10%以內(nèi),即表示該模型不受間隙大小的限制且恢復(fù)因數(shù)誤差不受間隙大小的影響。2) 不同恢復(fù)因數(shù)

分別取恢復(fù)因數(shù)為0.3～1,間隙尺寸為0.1 mm,初始相對碰撞速度為0.5 m/s,軸承軸向尺寸為15 mm進行仿真分析,結(jié)果如圖3及表1所示。結(jié)果表明:恢復(fù)因數(shù)越大,最大接觸深度越大,接觸力達到最大時的時刻與接觸深度達到最大時的時刻越大,其原因為:恢復(fù)因數(shù)越大,系統(tǒng)能量損耗越小,使得能量損耗較慢,由圖3a)中接觸和分離階段包含的封閉環(huán)區(qū)域面積可看出這一現(xiàn)象,從而達到最大接觸力和最大接觸深度的時間越長;恢復(fù)因數(shù)越大,碰撞恢復(fù)過程越快,整體接觸碰撞過程時間越短,該現(xiàn)象由表1中可看出;基于改進的非線性接觸力模型所得到不同恢復(fù)因數(shù)下的實際恢復(fù)因數(shù)與理想恢復(fù)因數(shù)的誤差均控制在10%以內(nèi),即表明該模型不受恢復(fù)因數(shù)大小的限制。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]運動副間隙耦合作用下平面剪式線性陣列可展結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析[J]. 李博,王三民,袁茹,薛向珍.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[2]航天器中含間隙機構(gòu)非線性動力學(xué)問題及其研究進展[J]. 閻紹澤.  動力學(xué)與控制學(xué)報. 2004(02)

碩士論文
[1]考慮鉸鏈間隙的空氣舵?zhèn)鲃訖C構(gòu)動力學(xué)建模及分析[D]. 李忠洪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3565211