本文關(guān)鍵詞：基于熵理論的含間隙機構(gòu)運動復(fù)雜度的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鉸鏈是機構(gòu)的重要組成部分,不論是航天領(lǐng)域中的空間站桁架、太陽能帆板等航天機構(gòu),還是普通機械領(lǐng)域的土方機械甚至是小型曲柄滑塊機構(gòu),都使用了鉸鏈連接。鉸鏈運動副副元素之間存在的間隙會影響機構(gòu)的運動性能,是機械理論和工程亟待解決的關(guān)鍵問題。通過對間隙機構(gòu)進行力學(xué)理論、仿真和實驗的研究來求解間隙與機構(gòu)運動性能的關(guān)系,將為實際的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和運動學(xué)行為提供分析方法和理論基礎(chǔ)。本文基于含間隙系統(tǒng)動力學(xué)理論,對含三維間隙系統(tǒng)的動力學(xué)進行了研究。系統(tǒng)地分析了三維間隙鉸的幾何特性、力學(xué)特性和間隙副副元素之間的接觸碰撞模式,建立了三維間隙鉸的數(shù)學(xué)模型和力學(xué)模型,分析了間隙系統(tǒng)的運動特性,建立了含間隙系統(tǒng)的動力學(xué)模型。為進一步分析間隙對系統(tǒng)的影響,探究間隙等參數(shù)與系統(tǒng)響應(yīng)的關(guān)系,利用信號領(lǐng)域的信息熵理論,對系統(tǒng)響應(yīng)信號進行時域、頻域和時頻域的特征分解,建立了能分析響應(yīng)信號的奇異譜熵、功率譜熵和小波能譜熵模型,對影響間隙系統(tǒng)運動學(xué)的初始速度和間隙大小等因素進行了研究。根據(jù)動力學(xué)理論進行了含間隙的四桿機構(gòu)的仿真,調(diào)用Fortran語言編寫的間隙鉸模型作為約束,加載到旋轉(zhuǎn)鉸上,模擬間隙碰撞的受力情況,并且對桿件進行柔性化,最終建立出含三維間隙的柔性四桿機構(gòu)運動學(xué)模型。仿真研究了初始轉(zhuǎn)速和間隙大小對四桿機構(gòu)運動學(xué)的影響。為進一步分析運動曲線,將仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入到MATLAB中,利用奇異譜熵、功率譜熵和小波能譜熵模型進行數(shù)據(jù)處理和分析,得出轉(zhuǎn)速和間隙大小與機構(gòu)運動復(fù)雜度的關(guān)系。對含間隙的四桿機構(gòu)進行實驗研究,分析了機構(gòu)的位移、速度和加速度隨著激勵大小和間隙大小變化的特性,定性的分析了機構(gòu)的運動特性與轉(zhuǎn)速和間隙的關(guān)系。對機構(gòu)響應(yīng)進行信息熵的計算,得到對應(yīng)熵值的變化規(guī)律。將實驗和仿真結(jié)果進行比較,證實了速度和間隙對機構(gòu)運動復(fù)雜度的重要影響,驗證了信息熵模型的可行性。
【關(guān)鍵詞】：三維間隙 動力學(xué)模型 信息熵 運動復(fù)雜度
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.45
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 含間隙機構(gòu)的研究背景10-11
• 1.2 含間隙機構(gòu)建模研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 含間隙機構(gòu)動力學(xué)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 系統(tǒng)響應(yīng)的信息熵分析方法13-14
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 含間隙機構(gòu)動力學(xué)模型與信息熵分析模型的建立16-38
• 2.1 間隙鉸模型的建立16-22
• 2.1.1 間隙鉸幾何描述16-18
• 2.1.2 間隙鉸數(shù)學(xué)模型18-22
• 2.2 含間隙系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立22-28
• 2.2.1 法向接觸力模型22-25
• 2.2.2 軸向接觸力模型25
• 2.2.3 切向接觸力模型25-26
• 2.2.4 間隙鉸綜合受力模型26-27
• 2.2.5 含間隙鉸系統(tǒng)動力學(xué)模型27-28
• 2.3 信息熵分析模型的建立28-36
• 2.3.1 運動復(fù)雜度信息熵模型的建立28-30
• 2.3.2 奇異譜熵模型30-31
• 2.3.3 功率譜熵模型31-32
• 2.3.4 小波能譜熵模型32-33
• 2.3.5 系統(tǒng)運動復(fù)雜度信息熵的關(guān)聯(lián)性33-35
• 2.3.6 特征空間劃分的原則35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第3章 間隙系統(tǒng)運動復(fù)雜度仿真與分析38-61
• 3.1 間隙系統(tǒng)仿真軟件的選擇38
• 3.2 間隙機構(gòu)運動復(fù)雜度分析流程38-39
• 3.3 四桿模型的建立39-43
• 3.3.1 四桿機構(gòu)桿件的柔性化40-41
• 3.3.2 間隙鉸的標記與約束作用力41-43
• 3.4 三維間隙鉸力學(xué)仿真模型的建立43-47
• 3.4.1 設(shè)置與ADAMS匹配的Fortran編程環(huán)境43-44
• 3.4.2 三維間隙鉸程序編寫的初始判斷條件44-45
• 3.4.3 自定義間隙鉸程序與ADAMS/View的鏈接45-47
• 3.5 仿真結(jié)果與分析47-55
• 3.5.1 相同間隙不同轉(zhuǎn)速下仿真結(jié)果分析49-53
• 3.5.2 相同轉(zhuǎn)速不同間隙的仿真結(jié)果分析53-55
• 3.6 運動復(fù)雜度的分析55-58
• 3.6.1 奇異譜熵分析56-57
• 3.6.2 功率譜熵分析57
• 3.6.3 小波能譜熵分析57-58
• 3.7 復(fù)雜度信息熵綜合分析結(jié)果58-60
• 3.8 本章小結(jié)60-61
• 第4章 運動復(fù)雜度實驗61-77
• 4.1 曲柄滑塊實驗61-63
• 4.2 轉(zhuǎn)速實驗分析63-69
• 4.3 間隙實驗分析69-73
• 4.4 復(fù)雜度信息熵的分析73-76
• 4.4.1 轉(zhuǎn)速對運動復(fù)雜度的影響73-74
• 4.4.2 間隙對運動復(fù)雜度的影響74-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第5章 結(jié)論與展望77-78
• 5.1 結(jié)論77
• 5.2 展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-85
• 個人簡介、參加的研究項目85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尉立肖,劉才山;圓柱鉸間隙運動學(xué)分析及動力學(xué)仿真[J];北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年05期

2 謝平,劉彬,林洪彬,王霄;多分辨率奇異譜熵及其在振動信號監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2004年04期

3 陳濱,潘寒萌;含鉸接間隙與桿件柔性的空間伸展機構(gòu)單元的動力學(xué)建模與計算模擬──第二部分 : 系統(tǒng)動態(tài)特性的計算模擬結(jié)果[J];導(dǎo)彈與航天運載技術(shù);1997年03期

4 劉書,劉晶波,方鄂華;動接觸問題及其數(shù)值模擬的研究進展[J];工程力學(xué);1999年06期

5 趙振;劉才山;陳濱;;三維含摩擦多剛體碰撞問題的數(shù)值計算方法[J];中國科學(xué)G輯:物理學(xué)、力學(xué)、天文學(xué);2006年01期

6 俞武勇,季林紅,閻紹澤,金德聞,賈曉紅;含間隙機構(gòu)運動副的動力學(xué)模型[J];機械科學(xué)與技術(shù);2001年05期

7 午麗娟;李愛平;劉雪梅;;遞紙傳動機構(gòu)間隙動力學(xué)特性研究[J];機械傳動;2013年09期

8 張英達;;俄羅斯的“人造月亮”[J];航空知識;1994年10期

9 羅松江;丘水生;駱開慶;;混沌偽隨機序列的復(fù)雜度的穩(wěn)定性研究[J];物理學(xué)報;2009年09期

10 閻紹澤,陳鹿民,季林紅,俞武勇,金德聞;含間隙鉸的機械多體系統(tǒng)動力學(xué)模型[J];振動工程學(xué)報;2003年03期

  本文關(guān)鍵詞：基于熵理論的含間隙機構(gòu)運動復(fù)雜度的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：457242