【摘要】： 柔性多體系統(tǒng)是由多個剛體和柔性體相互連接而組成的系統(tǒng),在人們生產生活中應用廣泛。隨著高速機械、機器人和航天結構的發(fā)展,對包含整體運動和彈性變形的柔性多體系統(tǒng)的研究越來越重要。 本論文的中心內容是結合有限元分析軟件ANSYS與ADAMS仿真軟件各自的優(yōu)點,對微型擺式發(fā)動機的結構采取了柔性動力學仿真分析、研究。并對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了恰當、合理的分析。 基于模態(tài)疊加法和結構動力學中的約束模態(tài)綜合法,利用帶乘子的拉格朗日方程建立了動力學方程,為剛柔耦合分析提供了理論基礎。從數(shù)學的角度上解釋了“由ANSYS模態(tài)分析得到ADAMS的柔性體矩陣”的合理性。對其進行模態(tài)分析,從分析結果得到中心擺的固有頻率及振型。其第一階固有頻率為14394Hz,遠大于工作頻率,能有效的避開共振區(qū)域。對模型進行簡化,并提高單元的精度。優(yōu)化中性文件,提高了ADAMS的仿真速度。比較“新型擺式二沖程微型擺式發(fā)動機”剛柔耦合仿真的位移曲線、速度與加速度曲線,剛柔耦合和剛性仿真的位移曲線比較吻合,驗證了最初以剛性設計為出發(fā)點的運動精度符合設計要求。由ANSYS瞬態(tài)動力分析確定載荷隨時間變化時,結構的響應。瞬態(tài)動力分析的輸入ADAMS中求出的大小和方向隨時間變化的接觸反力。得到的輸出數(shù)據(jù)是隨時間變化的位移量和其它的導出量,驗證了結構的穩(wěn)定性。 本課題在建立機構柔性多體運動學與動力學數(shù)理模型的基礎上,求得了微型二沖程擺式內燃機的機構剛柔耦合多體系統(tǒng)的模態(tài)特征與穩(wěn)定性特征。分析結果對微型擺式內燃機結構動態(tài)特性預測乃至結構的開發(fā)設計,均具有重要的指導意義。為下一步的多場耦合分析奠定了理論基礎。
【學位授予單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH113
【圖文】：

6圖 2-1 柔性體上任一點的位置向量Fig.2-1 The position vector of the random point on flexible body，柔性體是變形體，體內各點的相對位置時時刻刻都描述該柔性體在慣性坐標系中的位置，因此，引入彈動坐標系統(tǒng)的變形。這樣柔性體上任一點的運動就是標系，而需要采用隨著柔性體形變而變化的坐標系，上任意點的位置、速度、加速度矢量平面運動的時候，把復雜的剛體平面運動分解為幾種，尤其是在小變形的情況下，也可以采用類似的方法在運動過程中小變形后到P′點，其間運動可以分解為

圖 2-2 引入轉換角度后的位置向量Fig.2-2 The position vector of the random point with conversion ang便，引入旋轉變換矩陣 A，其形式為：cos sinsin cosAφ φφ φ = ( )c o s s ins in c o sA Aφ φφφ φ = = 動坐標系原點o′在到慣性坐標系原點 O 的矢量的夾角。式可表示為：( )pp i ir r A ρu′= + ′ +′—P 點在浮動坐標系中的位置矢量—— P′點在浮動坐標系中相對與 P 點的矢量

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本文編號：2741356