隨著桿件設計輕型化和桿件運動的高速化發(fā)展,輕質(zhì)柔性桿件固有的彈性和振動特性對整個系統(tǒng)的性能產(chǎn)生了重要影響。對包含整體運動和柔性變形的柔性桿件系統(tǒng)動力學展開廣泛、深入的研究已成為高精度、高性能的現(xiàn)代機械設計所要求的重要課題。本文以廣泛應用的柔性桿件系統(tǒng)(柔性曲柄滑塊機構作為算例)為研究對象,分析和建立了這一非線性、時變系統(tǒng)的動力學模型,并采用合適的數(shù)值方法求取其動態(tài)響應,進行了一系列的理論推導、仿真和相關的實驗研究。其主要內(nèi)容包括:研究了有限元與拉格朗日方程相結合的綜合建模方法,經(jīng)過嚴格的理論推導得到柔性桿件系統(tǒng)動力學方程的各系數(shù)矩陣,并給出柔性曲柄滑塊機構算例作系統(tǒng)建模研究;針對柔性桿件系統(tǒng)的時變性和非線性,對算例柔性曲柄滑塊機構的動態(tài)響應采用不直接求解微分方程的QDA法進行求解,并用數(shù)值上可靠的直接積分方法—Newmark法求解作比較。結果表明:QDA法在求解的結果與Newmark法一致,但是求解速度和方便性得到大為提高。同時在機械動力學虛擬仿真分析軟件ADAMS上進行柔性桿件系統(tǒng)動態(tài)響應可視化求解研究,為柔性桿件系統(tǒng)動力學研究提供了一種更直接、更簡便的方法;提出了在計算機軟件MAT...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 本課題研究的背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 柔性多體系統(tǒng)動力學建模研究現(xiàn)狀
        1.2.2 計算機符號演算研究現(xiàn)狀
        1.2.3 柔性系統(tǒng)動力學數(shù)值分析研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文研究的主要內(nèi)容
第二章 柔性桿件系統(tǒng)動力學建模
    2.1 概述
    2.2 梁單元模型
        2.2.1 平面梁單元
        2.2.2 空間梁單元
    2.3 柔性梁單元動能與質(zhì)量矩陣
    2.4 柔性梁單元體動力學微分方程
    2.5 坐標變換與柔性桿件系統(tǒng)動力學方程
        2.5.1 坐標變換
        2.5.2 柔性桿件系統(tǒng)動力學方程
    2.6 柔性曲柄滑塊機構系統(tǒng)模型的建立
        2.6.1 變換矩陣列式
        2.6.2 剛度和質(zhì)量矩陣列式
        2.6.3 剛體加速度矩陣列式
        2.6.4 廣義力矩陣列式
    2.7 本章小結
第三章 柔性桿件系統(tǒng)動態(tài)響應求解
    3.1 概述
    3.2 QDA 法理論
    3.3 Newmark 方法
    3.4 算例分析
    3.5 基于ADAMS 的柔性桿件系統(tǒng)動態(tài)響應求解的可視化
        3.5.1 ADAMS 簡介
        3.5.2 基于 ADAMS 的柔性曲柄滑塊機構系統(tǒng)動態(tài)響應可視化求解
    3.6 本章小結
第四章 柔性桿件系統(tǒng)動力學研究的計算機符號演算
    4.1 概述
    4.2 MATLAB 數(shù)學工具箱
        4.2.1 MATLAB 簡介
        4.2.2 MATLAB 與同類軟件的比較
        4.2.3 MATLAB 符號運算
    4.3 柔性桿件系統(tǒng)動力學研究的計算機符號演算
        4.3.1 計算機符號演算的程序流程圖
        4.3.2 柔性曲柄滑塊機構系統(tǒng)動力學研究的 MATLAB 符號演算
        4.3.3 MATLAB 符號演算在柔性桿件系統(tǒng)動力學研究中的應用
    4.4 本章小結
第五章 柔性桿件系統(tǒng)動力學實驗研究
    5.1 概述
    5.2 柔性桿件系統(tǒng)實驗臺設計與實驗原理
        5.2.1 實驗臺設計
        5.2.2 實驗原理
    5.3 實驗過程
    5.4 實驗結果及分析
        5.4.1 輸入力矩
        5.4.2 曲柄轉速測定
        5.4.3 滑塊柔性位移
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
參考文獻
附錄一
附錄二
致謝



本文編號：3739707