本文關(guān)鍵詞：復(fù)合裙成形裝備結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析

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【摘要】：復(fù)合材料連接裙是航天工程中重要的連接部件,研制復(fù)合材料連接裙安全、可靠、高效的生產(chǎn)裝備是機(jī)械工程領(lǐng)域的重要課題。可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料連接裙或航空鋁合金材料連接裙的車削外圓、鉆孔和銑槽三種加工任務(wù)的復(fù)合裙成形裝備目前仍為空缺裝備。本論文針對(duì)該成形裝備進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。所開展的工作為：建立復(fù)合裙成形裝備的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程,結(jié)合具體數(shù)據(jù)求解動(dòng)力學(xué)方程并分析其結(jié)果。首先,深入研究了機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本理論,為建立機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)參數(shù)、外部條件之間的關(guān)系奠定理論基礎(chǔ)。其次,本文闡述了該復(fù)合裙成形裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu),對(duì)該裝備的車削機(jī)構(gòu)、鉆孔機(jī)構(gòu)、銑槽機(jī)構(gòu)和中央轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。并針對(duì)該裝備的三種加工任務(wù),分別分析了其車削工藝、鉆孔工藝和銑槽工藝。在對(duì)復(fù)合裙成形裝備結(jié)構(gòu)分析和加工工藝分析的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析,奠定了建立該裝備動(dòng)力學(xué)方程的基礎(chǔ)。最后,利用拉格朗日方程建立了復(fù)合裙成形裝備的動(dòng)力學(xué)方程。該裝備的動(dòng)力學(xué)模型以車削機(jī)構(gòu)Z向伺服電機(jī)、車削機(jī)構(gòu)R向伺服電機(jī)、鉆孔伺服電機(jī)、鉆孔機(jī)構(gòu)R向伺服電機(jī)、銑槽伺服電機(jī)、銑槽機(jī)構(gòu)Z向伺服電機(jī)和數(shù)控直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)矩為輸入,以航空鋁合金連接裙加工力和加工力矩為載荷,以各伺服電機(jī)和數(shù)控直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)的主軸轉(zhuǎn)角為廣義坐標(biāo)。通有限元仿真獲得銑削加工力的數(shù)據(jù)并繪制其隨時(shí)間變化的曲線圖,帶入動(dòng)力學(xué)方程求解,得到銑削伺服電機(jī)和銑削機(jī)構(gòu)Z向伺服電機(jī)角加速度隨時(shí)間變化的曲線。該結(jié)果為指導(dǎo)完善復(fù)合裙成形裝備的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合裙 動(dòng)力學(xué)建模 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 拉格朗日方程
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V414
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 引言9-10
• 1.2 課題研究意義及工作10-12
• 1.2.1 課題研究意義10-11
• 1.2.2 課題研究工作11-12
• 2 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程12-25
• 2.1 復(fù)合裙成形裝備的結(jié)構(gòu)分析12-16
• 2.1.1 車削機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析13-14
• 2.1.2 鉆孔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析14-15
• 2.1.3 銑槽機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析15-16
• 2.1.4 中央轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)分析16
• 2.2 復(fù)合裙成形裝備加工工藝分析16-21
• 2.2.1 車削工藝分析17-18
• 2.2.2 鉆孔工藝分析18-19
• 2.2.3 銑槽工藝分析19-21
• 2.3 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析21-24
• 2.3.1 車削機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析21-23
• 2.3.2 鉆孔機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析23
• 2.3.3 銑槽機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析23-24
• 2.3.4 中央轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的建立25-47
• 3.1 分析力學(xué)基礎(chǔ)25-30
• 3.1.1 約束、約束的分類及約束方程25-27
• 3.1.2 廣義坐標(biāo)與自由度27
• 3.1.3 廣義速度、廣義加速度27-28
• 3.1.4 實(shí)位移、可能位移和虛位移28-29
• 3.1.5 虛位移原理29-30
• 3.2 第二類拉格朗日方程30-31
• 3.3 選取機(jī)械系統(tǒng)的廣義坐標(biāo)31
• 3.4 獲取機(jī)械系統(tǒng)的廣義力31-35
• 3.5 計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)能35-43
• 3.6 系統(tǒng)拉格朗日方程43-46
• 3.7 本章小結(jié)46-47
• 4 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的求解47-57
• 4.1 工程算例47-56
• 4.1.1 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算48-52
• 4.1.2 通過有限元分析獲取加工力52-54
• 4.1.3 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的求解54-56
• 4.1.4 求解結(jié)果分析56
• 4.2 本章小結(jié)56-57
• 5 總結(jié)與展望57-58
• 5.1 結(jié)論57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 附錄161-62
• 附錄262-63
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64

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