本文關(guān)鍵詞：考慮關(guān)節(jié)間隙和潤(rùn)滑的單個(gè)旋轉(zhuǎn)鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析

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【摘要】：隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展,對(duì)航空航天精密機(jī)構(gòu)的位置精度、可靠性、控制度、長(zhǎng)壽命及運(yùn)行環(huán)境適應(yīng)性的要求不斷提高。作為衡量和預(yù)測(cè)上述性能的理論工具,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究在航空航天精密機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及控制過程中擁有至關(guān)重要的地位。關(guān)節(jié)內(nèi)間隙和潤(rùn)滑將會(huì)嚴(yán)重地影響到機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性。因此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者越來越重視關(guān)節(jié)間隙及潤(rùn)滑對(duì)航空航天精密機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性的影響。然而,據(jù)公開資料顯示,目前該領(lǐng)域的研究主要局限于關(guān)節(jié)間隙對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性影響,而在關(guān)節(jié)潤(rùn)滑產(chǎn)生的影響方面考慮較少。因此,本文在同時(shí)考慮關(guān)節(jié)間隙和潤(rùn)滑的前提下,對(duì)多體機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究分析,主要包括以下內(nèi)容:為了使多體機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型與其實(shí)際工作時(shí)的情況相接近,本文選擇了“接觸-分離”的二狀態(tài)模型作為旋轉(zhuǎn)鉸機(jī)構(gòu)的接觸模型�；诖四Ｐ�,分別建立了多體機(jī)構(gòu)在工作過程中的碰撞力模型、摩擦力模型和鉸潤(rùn)滑模型,并利用拉格朗日乘子法求得了該機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程。針對(duì)多體機(jī)構(gòu)的單個(gè)旋轉(zhuǎn)鉸,本文采用非線性彈簧阻尼模型來描述間隙鉸處的接觸碰撞過程,潤(rùn)滑劑充滿在銷軸和軸套之間的關(guān)節(jié)間隙內(nèi),銷軸與軸套之間沒有接觸時(shí),兩者之間的作用力通過潤(rùn)滑劑傳遞,流體動(dòng)力相當(dāng)于阻力在反對(duì)銷軸過河軸套之間的相互運(yùn)動(dòng),主要分為兩者之間的相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)和相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面。因此本文采用Pinkus-Sternlicht模型來描述關(guān)節(jié)潤(rùn)滑對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程的影響�；谏鲜瞿Ｐ�,在同時(shí)考慮關(guān)節(jié)間隙與潤(rùn)滑的條件下,利用Gear法求解了該機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程,并確定了包括銷軸與軸套的碰撞力、維持恒定轉(zhuǎn)速所需要的驅(qū)動(dòng)力矩和銷軸中心的運(yùn)動(dòng)軌跡在內(nèi)的動(dòng)力學(xué)特性為主要研究動(dòng)態(tài)參數(shù)。在關(guān)節(jié)間隙一定的情況下,通過分析是否考慮關(guān)節(jié)潤(rùn)滑著兩種情況,研究了關(guān)節(jié)潤(rùn)滑對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響;并且在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了間隙大小、輸入轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑粘度和摩擦系數(shù)對(duì)上述動(dòng)力學(xué)特性的影響。在考慮關(guān)節(jié)間隙和潤(rùn)滑的條件下,運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)單個(gè)旋轉(zhuǎn)鉸進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真,并將理論計(jì)算獲得的動(dòng)力學(xué)特性和仿真獲得的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明二者基本吻合,從而驗(yàn)證了理論潤(rùn)滑模型的有效性和準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：多體系統(tǒng) 關(guān)節(jié)間隙 關(guān)節(jié)潤(rùn)滑 動(dòng)力學(xué)分析 動(dòng)力學(xué)仿真
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究狀況12-13
• 1.2.2 考慮關(guān)節(jié)間隙鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 含潤(rùn)滑鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀15
• 1.2.4 動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 考慮關(guān)節(jié)間隙的鉸機(jī)構(gòu)碰撞動(dòng)力學(xué)描述及建模方法18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 間隙鉸機(jī)構(gòu)描述18-19
• 2.3 間隙鉸運(yùn)動(dòng)描述19-20
• 2.4 間隙鉸數(shù)學(xué)描述20-22
• 2.5 碰撞力模型22-23
• 2.6 間隙鉸運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別23
• 2.7 拉格朗日方程建模方法23-26
• 2.8 本章小結(jié)26-27
• 第3章 考慮關(guān)節(jié)潤(rùn)滑的單個(gè)鉸鏈接結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模及求解方法27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 理想鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模27-31
• 3.2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程建立28
• 3.2.2 理想鉸動(dòng)力學(xué)方程建立28-31
• 3.3 含間隙與潤(rùn)滑鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模31-42
• 3.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程建立32-33
• 3.3.2 拉格朗日方程建立33-35
• 3.3.3 間隙鉸接觸碰撞判定條件35-36
• 3.3.4 碰撞力模型36-37
• 3.3.5 摩擦力模型37
• 3.3.6 鉸潤(rùn)滑模型37-41
• 3.3.7 旋轉(zhuǎn)鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程建立41-42
• 3.4 動(dòng)力學(xué)求解方法42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 考慮關(guān)節(jié)潤(rùn)滑的單個(gè)鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 含單間隙與潤(rùn)滑鉸機(jī)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)述43-46
• 4.3 考慮潤(rùn)滑的單個(gè)鉸鏈接機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析46-54
• 4.3.1 潤(rùn)滑情況對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響46-48
• 4.3.2 輸入轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響48-49
• 4.3.3 間隙大小對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響49-51
• 4.3.4 潤(rùn)滑粘度對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響51-52
• 4.3.5 摩擦系數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 考慮關(guān)節(jié)間隙和潤(rùn)滑的單個(gè)鉸機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真55-65
• 5.1 引言55
• 5.2 考慮關(guān)節(jié)間隙與潤(rùn)滑的單個(gè)鉸鏈接機(jī)構(gòu)模型建立55
• 5.3 考慮潤(rùn)滑的單個(gè)鉸鏈接結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果分析55-63
• 5.3.1 潤(rùn)滑情況對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響56-57
• 5.3.2 間隙大小對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響57-59
• 5.3.3 輸入轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響59-60
• 5.3.4 潤(rùn)滑粘度對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響60-62
• 5.3.5 摩擦系數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的影響62-63
• 5.4 理論分析結(jié)果和軟件仿真結(jié)果對(duì)比分析63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 附錄73-76
• 致謝76

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