為了滿(mǎn)足舵機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中鉸鏈小間隙、大力載和大接觸區(qū)域的特點(diǎn),建立了一種適用于大面積接觸碰撞過(guò)程且考慮非線(xiàn)性變剛度系數(shù)和軸承軸向尺寸的法向接觸力模型。通過(guò)在不同間隙尺寸、恢復(fù)因數(shù)、初始碰撞速度和軸承軸向尺寸等各種工況下的仿真分析,驗(yàn)證模型的適用范圍。進(jìn)一步通過(guò)ADAMS軟件中用戶(hù)自定義子程序接口,將該接觸力模型通過(guò)編譯、鏈接嵌入舵機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型中,仿真結(jié)果表明:多個(gè)間隙鉸下的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)并非單個(gè)間隙下響應(yīng)的簡(jiǎn)單疊加,其相互耦合作用加劇了系統(tǒng)的振蕩及非線(xiàn)性特性。該研究為含間隙鉸飛行器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及控制策略設(shè)計(jì)提供理論參考。 

【文章來(lái)源】：西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,38(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

多體系統(tǒng)中間隙鉸模型

分別取間隙尺寸為0.01 mm,0.1 mm,0.3 mm和0.5 mm,初始相對(duì)碰撞速度為0.5 m/s,恢復(fù)因數(shù)為0.7,軸承軸向尺寸為15 mm進(jìn)行仿真分析,結(jié)果如圖2及表1所示。結(jié)果表明:不同間隙尺寸下的接觸力和接觸深度在接觸和分離的過(guò)程是非對(duì)稱(chēng)的,且隨著間隙尺寸的增大非對(duì)稱(chēng)性越明顯;間隙越大,最大接觸深度越大,而最大接觸力越小,接觸力達(dá)到最大時(shí)的時(shí)刻與接觸深度達(dá)到最大時(shí)的時(shí)刻均增大;不同間隙下的軸-軸承碰撞后分離速度不變,且基于改進(jìn)的非線(xiàn)性接觸力模型所得到實(shí)際接觸時(shí)的恢復(fù)因數(shù)與理想恢復(fù)因數(shù)的誤差均為4.286%,誤差可控制在10%以?xún)?nèi),即表示該模型不受間隙大小的限制且恢復(fù)因數(shù)誤差不受間隙大小的影響。2) 不同恢復(fù)因數(shù)

分別取恢復(fù)因數(shù)為0.3～1,間隙尺寸為0.1 mm,初始相對(duì)碰撞速度為0.5 m/s,軸承軸向尺寸為15 mm進(jìn)行仿真分析,結(jié)果如圖3及表1所示。結(jié)果表明:恢復(fù)因數(shù)越大,最大接觸深度越大,接觸力達(dá)到最大時(shí)的時(shí)刻與接觸深度達(dá)到最大時(shí)的時(shí)刻越大,其原因?yàn)?恢復(fù)因數(shù)越大,系統(tǒng)能量損耗越小,使得能量損耗較慢,由圖3a)中接觸和分離階段包含的封閉環(huán)區(qū)域面積可看出這一現(xiàn)象,從而達(dá)到最大接觸力和最大接觸深度的時(shí)間越長(zhǎng);恢復(fù)因數(shù)越大,碰撞恢復(fù)過(guò)程越快,整體接觸碰撞過(guò)程時(shí)間越短,該現(xiàn)象由表1中可看出;基于改進(jìn)的非線(xiàn)性接觸力模型所得到不同恢復(fù)因數(shù)下的實(shí)際恢復(fù)因數(shù)與理想恢復(fù)因數(shù)的誤差均控制在10%以?xún)?nèi),即表明該模型不受恢復(fù)因數(shù)大小的限制。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]運(yùn)動(dòng)副間隙耦合作用下平面剪式線(xiàn)性陣列可展結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析[J]. 李博,王三民,袁茹,薛向珍.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]航天器中含間隙機(jī)構(gòu)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題及其研究進(jìn)展[J]. 閻紹澤.  動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2004(02)

碩士論文
[1]考慮鉸鏈間隙的空氣舵?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模及分析[D]. 李忠洪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



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