本文關(guān)鍵詞：考慮多間隙的連桿機構(gòu)動力學(xué)理論研究

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【摘要】：現(xiàn)代機械制造業(yè)正在走成熟的方向，越來越高的要求機械的運動精度，但在實際機械系統(tǒng)中無法規(guī)避的運動副間隙正嚴(yán)重的影響著機械系統(tǒng)的動力學(xué)性能。由于運動副中存有間隙，導(dǎo)致系統(tǒng)位置產(chǎn)生偏差，系統(tǒng)運動狀態(tài)不穩(wěn)定發(fā)生振動。因此，對間隙與機械系統(tǒng)動態(tài)特性之間的相互關(guān)系進(jìn)行深入研究十分必要。 現(xiàn)階段，，在間隙機械動力學(xué)系統(tǒng)的研究領(lǐng)域，研究者們正探尋一種準(zhǔn)確有效的方法對間隙機械系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。在建模分析中仍有一下問題需要解決：對工作時，間隙運動副接觸分離狀態(tài)的判斷仍不準(zhǔn)確；對考慮彈性的間隙機械系統(tǒng)仍有待研究；對多間隙機械系統(tǒng)的動態(tài)特性研究仍很少涉及。因此，本文針對以上問題，主要內(nèi)容如下： （1）由兩物體碰撞理論展開研究，繼而將碰撞問題引入到含間隙運動副的理論研究工作中。以轉(zhuǎn)動副為例，針對間隙運動副的描述、運動學(xué)建模、力學(xué)模型、接觸碰撞模型、摩擦力模型、接觸判斷方法及間隙機構(gòu)多體動力學(xué)方程這七個方面對間隙轉(zhuǎn)動副進(jìn)行綜合分析。 （2）將間隙運動副模型與機構(gòu)動力學(xué)模型結(jié)合，構(gòu)建間隙機構(gòu)動力學(xué)模型，并以偏置曲柄滑塊機構(gòu)為對象進(jìn)行研究。首先對僅考慮曲柄與連桿位置轉(zhuǎn)動副存在間隙的機構(gòu)的動態(tài)特性進(jìn)行研究；然后，對間隙大小與機構(gòu)動力學(xué)特性的關(guān)系進(jìn)行研究；最后，對考慮彈性連桿的間隙偏置曲柄滑塊機構(gòu)動力學(xué)特性進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明：間隙存在使得機構(gòu)輸出位移滯后，輸出速度、加速度出現(xiàn)大幅振蕩，運動副元素間產(chǎn)生不連續(xù)高頻振蕩接觸力；隨著間隙尺寸的不斷增加，間隙運動副間接觸碰撞頻率不斷減小，但沖擊力逐漸增大；同時研究表明考慮連桿為柔性的間隙機構(gòu)較剛性機構(gòu)而言運動更穩(wěn)定。 （3）接下來從兩方面展開對多間隙機構(gòu)的研究工作：一、對比間隙存在偏置曲柄滑塊機構(gòu)中兩個不同位置的轉(zhuǎn)動副內(nèi)時機構(gòu)動力學(xué)特性；二、考慮同時存在多個間隙運動副時，機構(gòu)的動力學(xué)特性。結(jié)果表明：在偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，連桿與滑塊位置轉(zhuǎn)動副存在間隙比曲柄與連桿位置轉(zhuǎn)動副存在間隙對機構(gòu)輸出狀態(tài)影響更大。考慮多個間隙時，運動副運動過程中接觸碰撞更加強烈，對機構(gòu)影響更大。
【關(guān)鍵詞】：連桿機構(gòu) 動力學(xué)建模 接觸碰撞 多間隙 柔性
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 多體動力學(xué)發(fā)展10-11
• 1.3 接觸碰撞動力學(xué)發(fā)展11-13
• 1.4 間隙機構(gòu)動力學(xué)模型13-15
• 1.5 研究主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 接觸碰撞理論研究16-24
• 2.1 碰撞理論16-18
• 2.1.1 法向碰撞模型16-17
• 2.1.2 切向碰撞模型17-18
• 2.2 多體系統(tǒng)接觸碰撞動力學(xué)建模18-19
• 2.3 梁單元接觸碰撞仿真19-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 間隙運動副接觸動力學(xué)建模24-36
• 3.1 間隙描述方法24-25
• 3.2 間隙運動副運動學(xué)模型25-28
• 3.3 間隙運動副力學(xué)模型28-29
• 3.4 接觸碰撞模型29-30
• 3.5 摩擦力模型30-32
• 3.6 接觸判斷32-34
• 3.6.1 預(yù)搜索32-33
• 3.6.2 后搜索33-34
• 3.6.3 接觸失效34
• 3.7 間隙機構(gòu)多體動力學(xué)方程34-35
• 3.8 本章小結(jié)35-36
• 第4章 考慮單間隙的機構(gòu)動力學(xué)分析36-52
• 4.1 間隙機構(gòu)模型36-40
• 4.2 間隙機構(gòu)動力學(xué)仿真分析40-45
• 4.2.1 間隙機構(gòu)運動特性41-43
• 4.2.2 間隙機構(gòu)力學(xué)特性43-45
• 4.3 不同間隙大小的機構(gòu)動力學(xué)分析45-49
• 4.4 考慮連桿為柔性的間隙機構(gòu)動力學(xué)分析49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 考慮多間隙機構(gòu)動力學(xué)分析52-65
• 5.1 多間隙機構(gòu)動力學(xué)建模52-57
• 5.1.1 CR-S 處含間隙的機構(gòu)動力學(xué)模型52-54
• 5.1.2 C-CR 及 CR-S 處含間隙的機構(gòu)動力學(xué)模型54-57
• 5.2 考慮不同位置含間隙的機構(gòu)動力學(xué)分析57-61
• 5.3 考慮多間隙的機構(gòu)動力學(xué)分析61-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第6章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 莊方方;王琪;;含摩擦柱鉸鏈平面多體系統(tǒng)動力學(xué)的建模和數(shù)值方法[J];工程力學(xué);2012年05期

2 Fang-Fang Zhuang;Qi Wang;;Modeling and analysis of rigid multibody systems with driving constraints and frictional translation joints[J];Acta Mechanica Sinica;2014年03期

3 姜東;史勤豐;費慶國;吳邵慶;;螺栓連接結(jié)構(gòu)接觸面剛度識別方法[J];固體火箭技術(shù);2014年05期

4 羅曉明;齊朝暉;孔憲超;;平面棱柱鉸內(nèi)考慮摩擦效應(yīng)的接觸分析[J];計算力學(xué)學(xué)報;2012年03期

5 曹登慶;初世明;李鄭發(fā);劉榮強;;空間可展機構(gòu)非光滑力學(xué)模型和動力學(xué)研究[J];力學(xué)學(xué)報;2013年01期

6 Geoffrey Virlez;Olivier Brüls;Emmanuel Tromme;Pierre Duysinx;;Modeling joints with clearance and friction in multibody dynamic simulation of automotive differentials[J];Theoretical & Applied Mechanics Letters;2013年01期

7 王琪;莊方方;郭易圓;章杰;房杰;;非光滑多體系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)值算法的研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;2013年01期

8 曹登慶;楊洋;王德友;陳華濤;姜廣義;;基于滯回碰摩力模型的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩響應(yīng)研究[J];航空發(fā)動機;2014年01期

9 師平;白亞瓊;;考慮運動副間隙的平面機構(gòu)動力學(xué)模型[J];機械傳動;2014年09期

10 田紅亮;鐘先友;趙春華;趙新澤;方子帆;劉芙蓉;朱大林;林衛(wèi)共;晏紅;;區(qū)分彈性與塑性變形的結(jié)合面法向校正模型[J];機械工程學(xué)報;2014年17期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 白爭鋒;考慮鉸間間隙的機構(gòu)動力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

2 羅曉明;多體系統(tǒng)中鉸內(nèi)摩擦接觸分析[D];大連理工大學(xué);2011年

3 邵杏國;吊盤穩(wěn)車機構(gòu)非光滑動力學(xué)行為及調(diào)平控制策略研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

4 劉峗;變結(jié)構(gòu)微小空間飛行器釋放與運動特性研究[D];南京理工大學(xué);2013年

5 初世明;旋轉(zhuǎn)柔性帶冠葉片碰撞振動特征研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

6 屈重年;機床鐵基多孔含油材料滑塊型滑動導(dǎo)軌關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

7 徐宏海;大型立式玻璃磨邊機關(guān)鍵力學(xué)問題研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉宗山;機械固定結(jié)合面動態(tài)特性及建模研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

2 張映雪;剛體碰撞問題的運動學(xué)及滑動模式研究[D];青島理工大學(xué);2013年

本文編號：1005373