本文關(guān)鍵詞：具有有限彈性部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)水平的持續(xù)提高,機(jī)械工業(yè)的發(fā)展更加成為不可或缺的重要推動(dòng)力量,而隨著機(jī)械部件尺度的增大、結(jié)構(gòu)重量的減輕、運(yùn)行速度的提高和操作精度的精確,使得對機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和分析方法都提出了更高的要求。在上述發(fā)展趨勢下針對高速度、大位移較長臂架的起重機(jī),為提出更加合理和安全可靠的設(shè)計(jì)分析方法來滿足生產(chǎn)使用,將起重機(jī)臂架部分構(gòu)件看成彈性體、部分構(gòu)件看成剛體,進(jìn)而對起重機(jī)臂架系統(tǒng)進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模,以滿足對精準(zhǔn)、快捷的臂架系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析的需要。在對剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析時(shí),本文中所涉及到的剛?cè)狁詈习瑑蓚�(gè)方面,一方面指的是系統(tǒng)中的單元在動(dòng)力學(xué)建模時(shí),考慮剛性大位移與彈性小變形之間的耦合,另一方面指的是在對系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模中,把整個(gè)系統(tǒng)的單元部分看成剛性體部分看成柔性體,從而系統(tǒng)可以看成剛性體單元和柔性體單元組成的剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)。本文的研究特色在于在計(jì)算單元位移場時(shí),摒棄了傳統(tǒng)的一階線性理論,而是在單元的橫向變形與縱向變形中均考慮橫向彎曲以及軸向伸縮的耦合作用,并在兩個(gè)方向上考慮變形的二次耦合項(xiàng),得到基于二階理論下高精度位移場。基于拉格朗日方程,推導(dǎo)相關(guān)單元在隨動(dòng)坐標(biāo)系下的單元?jiǎng)恿W(xué)方程,并將推導(dǎo)的高精度位移場應(yīng)用于單元?jiǎng)恿W(xué)方程之中,求解計(jì)算相關(guān)動(dòng)力學(xué)方程中的系數(shù)矩陣,并對高精度位移場下的系數(shù)矩陣的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。通過坐標(biāo)變換法則,將隨動(dòng)坐標(biāo)下的單元?jiǎng)恿W(xué)方程轉(zhuǎn)化為整體坐標(biāo)下的單元?jiǎng)恿W(xué)方程,參照有限元組裝規(guī)則和方法,完成單元向系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程的集成,從而建立起整體坐標(biāo)下的剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,并求解整體坐標(biāo)下系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程中的系數(shù)矩陣。在得到系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程之后,在其求解方面,綜合考慮傳統(tǒng)KED方法和柔性多體動(dòng)力學(xué)方法,尋求一種兼顧求解效率和求解精度的計(jì)算方法。利用上述理論和方法,先對簡單算例進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模和動(dòng)力學(xué)分析,繼而對具有主副臂結(jié)構(gòu)的起重機(jī)的臂架系統(tǒng)進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模,對其變幅過程動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析,為起重機(jī)的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)力學(xué)分析 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng) 柔性梁桿單元 高精度位移場
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH113
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的目的和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外在該方向上的研究現(xiàn)狀和分析11-14
• 1.2.1 多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究分析中存在的問題14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-17
• 第2章 壓彎耦合作用下運(yùn)動(dòng)柔性單元的高精度位移場描述17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 幾何方程物理方程和變形場17-18
• 2.3 基于插值原理的典型梁桿單元位移場18-21
• 2.4 柔性梁桿單元形心軸位移場21-23
• 2.4.1 壓彎耦合作用下的軸向縮短21-22
• 2.4.2 柔性梁桿單元形心軸的橫向位移場22-23
• 2.5 柔性梁桿單元整體位移場23-29
• 2.5.1 柔性梁桿單元縱向位移場23-25
• 2.5.2 柔性梁桿單元橫向位移場25-28
• 2.5.3 柔性梁桿單元位移場表達(dá)式28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 運(yùn)動(dòng)柔性梁桿單元的動(dòng)力學(xué)建模30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 隨動(dòng)坐標(biāo)系下任意柔性單元的運(yùn)動(dòng)描述30-31
• 3.3 基于拉格朗日方程下的柔性梁桿單元?jiǎng)恿W(xué)方程31-34
• 3.3.1 任意柔性梁桿單元?jiǎng)恿W(xué)方程31-33
• 3.3.2 平面問題下柔性梁單元?jiǎng)恿W(xué)方程33-34
• 3.3.3 平面問題下柔性桿單元?jiǎng)恿W(xué)方程34
• 3.4 高精度位移場下的柔性梁桿單元?jiǎng)恿W(xué)方程系數(shù)的確定34-42
• 3.4.1 柔性梁單元?jiǎng)恿W(xué)方程中剛度陣表達(dá)式34-36
• 3.4.2 柔性梁單元?jiǎng)恿W(xué)方程質(zhì)量陣等其它矩陣表達(dá)式36-39
• 3.4.3 柔性梁單元?jiǎng)恿W(xué)方程系數(shù)矩陣的具體表達(dá)式39-41
• 3.4.4 柔性桿單元?jiǎng)恿W(xué)方程系數(shù)矩陣的具體表達(dá)式41-42
• 3.5 基于高精度位移場的柔性梁單元?jiǎng)偠汝嚲闰?yàn)證42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 大范圍運(yùn)動(dòng)的剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的集成45-69
• 4.1 引言45
• 4.2 平面剛性體單元?jiǎng)恿W(xué)方程45-48
• 4.3 等效元素集成法的運(yùn)用48-52
• 4.3.1 等效元素集成法48-50
• 4.3.2 等效剛性體單元及剛性體系統(tǒng)的建模50-52
• 4.4 整體坐標(biāo)下的單元?jiǎng)恿W(xué)方程52-64
• 4.4.1 柔性梁單元整體坐標(biāo)下的動(dòng)力學(xué)方程52-60
• 4.4.2 柔性桿單元整體坐標(biāo)下的動(dòng)力學(xué)方程60-63
• 4.4.3 剛性體單元整體坐標(biāo)下的動(dòng)力學(xué)方程63-64
• 4.5 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的集成64-67
• 4.6 本章小結(jié)67-69
• 第5章 主副臂結(jié)構(gòu)的臂架系統(tǒng)變幅過程動(dòng)力學(xué)分析69-83
• 5.1 引言69
• 5.2 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程求解69-72
• 5.2.1 剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)方程求解方法69-71
• 5.2.2 剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)方程求解流程71-72
• 5.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析72-76
• 5.4 主副臂結(jié)構(gòu)的臂架系統(tǒng)變幅過程動(dòng)力學(xué)分析76-82
• 5.4.1 主副臂結(jié)構(gòu)的臂架系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)76-77
• 5.4.2 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的建立77-80
• 5.4.3 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算結(jié)果80-82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 結(jié)論83-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 致謝89

  本文關(guān)鍵詞：具有有限彈性部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：441714