【摘要】：研究了柔性空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析中由于區(qū)間參數(shù)的存在而引起的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)不確定性問題.采用能夠描述大位移、大變形耦合特性的絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法來建模柔性機(jī)械臂臂桿,建立了含區(qū)間參數(shù)的多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程,為指標(biāo)-3的微分代數(shù)方程.運(yùn)用基于Chebyshev多項(xiàng)式的Chebyshev區(qū)間擴(kuò)張函數(shù),將含區(qū)間參數(shù)的微分代數(shù)方程轉(zhuǎn)化為Chebyshev多項(xiàng)式插值點(diǎn)處的確定參數(shù)的動(dòng)力學(xué)方程,研究得到了一維區(qū)間參數(shù)和多維區(qū)間參數(shù)影響下機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)區(qū)間邊界,形成了預(yù)測(cè)機(jī)械臂末端軌跡區(qū)間的新方法.通過與Taylor方法的對(duì)比研究,結(jié)果表明,該方法能夠有效減少系統(tǒng)仿真工作量,減小動(dòng)力學(xué)響應(yīng)預(yù)測(cè)值誤差,快速穩(wěn)定地得到機(jī)械臂系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)區(qū)間.
【圖文】：

力學(xué)１．１絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法建模機(jī)械系統(tǒng)中常含有柔性元件，，這些柔性元件常經(jīng)受大范圍轉(zhuǎn)動(dòng)和變形．根據(jù)不同的變形假設(shè)，出現(xiàn)了多種不同的描述柔性體的方法，其中，絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法可用于解決大變形假設(shè)問題．絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法是有限元法與連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其最大的特點(diǎn)就是僅引入了位置矢量和斜率矢量作為節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)來描述運(yùn)動(dòng)，避免了采用轉(zhuǎn)角矢量作為廣義坐標(biāo)形式，從而能夠描述大位移和大變形的耦合運(yùn)動(dòng)．同時(shí)，系統(tǒng)方程中的質(zhì)量矩陣為常量矩陣，不存在離心力和科氏力［４］．圖１絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法描述的３維二節(jié)點(diǎn)梁?jiǎn)卧疲椋纾保裕瑁颍澹澹洌椋恚澹睿螅椋铮睿幔欤猓澹幔恚澹欤澹恚澹睿簦铮妫簦鳎铮睿铮洌澹螅洌澹螅悖颍椋猓澹洌猓粒危茫圃诮^對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法中，如圖１所示的柔性體上任意一點(diǎn)Ｐ的位移為［５］ｒＰ＝Ｓｅ，（１）式中：ｒＰ為點(diǎn)Ｐ的位置矢量；Ｓ為單元的形函數(shù)，僅與位移變量有關(guān)；ｅ為單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，僅與時(shí)間變量有關(guān)，ｅ＝ｅｉｅｊ［］Ｔ．設(shè)ｅｉ為ｅ中與節(jié)點(diǎn)ｉ有關(guān)的部分，本文中采用３維二節(jié)點(diǎn)梁?jiǎn)卧模澹闉椋澹椋剑颍裕椋颍裕�，ｘｒＴｉ，ｙｒＴｉ，ｚ［］Ｔ，（２）式中：ｒｉ，α＝鐓ｒｉ／鐓α，α＝ｘ，ｙ，ｚ．１．２多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程在多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)發(fā)展過程中，出現(xiàn)了多種不同的描述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方程形式．本文采用第１類Ｌａ－ｇｒａｎｇｅ方程得到了指標(biāo)－３微分代數(shù)方程形式來描述手完整約束的多體系統(tǒng)，微分方程控制系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)部分，代數(shù)方程控制系統(tǒng)的約

的個(gè)數(shù)，θ＝ａｒｃｃｏｓξ

本文編號(hào)：2544870