【摘要】： 對(duì)于作大范圍回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的梁，大多數(shù)的研究工作采用的Euler-Bernoulli梁模型。在對(duì)剛?cè)狁詈享?xiàng)的考慮上，所采用的方法不太一致。有些研究為了數(shù)值計(jì)算的方便，忽略了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力的作用，以及由于梁的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和彎曲變形耦合產(chǎn)生的柯氏力作用。這類模型對(duì)梁在高速旋轉(zhuǎn)下的變形計(jì)算，會(huì)得出失穩(wěn)和分岔的結(jié)論。另外一些研究工作考慮了離心力和柯氏力，但由于動(dòng)力剛化效應(yīng)的影響，數(shù)值計(jì)算往往不方便。本文提出了考慮離心力和柯氏力作用的系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的攝動(dòng)方法，研究大范圍回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的梁的運(yùn)動(dòng)和變形。將所考慮的系統(tǒng)的振動(dòng)模態(tài)的數(shù)量大大擴(kuò)充，并用矩陣形式表達(dá)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程，簡(jiǎn)化了計(jì)算。然后，定量分析了系統(tǒng)剛?cè)徇\(yùn)動(dòng)的耦合作用，，提高了計(jì)算的精度，為方程的解耦提供了新的思路。 本文還針對(duì)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)特性，建立了考慮驅(qū)動(dòng)力矩、重力、柯氏力和慣性耦合力的Euler-Bernoulli梁動(dòng)力學(xué)模型。假設(shè)梁的運(yùn)動(dòng)由剛性回轉(zhuǎn)與柔性振動(dòng)兩部分組成。梁的剛性回轉(zhuǎn)角度由兩部分組成：僅由重力和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩引起的整體剛性回轉(zhuǎn)角度，以及柔性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的梁根部的回轉(zhuǎn)角度(簡(jiǎn)稱剛?cè)狁詈匣剞D(zhuǎn)角)。將梁的柔性振動(dòng)位移也分解為兩部分：由整體剛性回轉(zhuǎn)角所激發(fā)的振動(dòng)(簡(jiǎn)稱動(dòng)力激勵(lì)振動(dòng))，和由剛?cè)狁詈匣剞D(zhuǎn)角、梁剛性運(yùn)動(dòng)和柔性運(yùn)動(dòng)耦合項(xiàng)共同激發(fā)的振動(dòng)(簡(jiǎn)稱剛?cè)狁詈险駝?dòng))。根據(jù)運(yùn)動(dòng)微分方程的性質(zhì)，以及剛?cè)狁詈匣剞D(zhuǎn)角和剛?cè)狁詈险駝?dòng)遠(yuǎn)小于整體剛性回轉(zhuǎn)角和動(dòng)力激勵(lì)振動(dòng)的特點(diǎn)，將微分方程進(jìn)行分解。對(duì)整體剛性回轉(zhuǎn)角和動(dòng)力激勵(lì)振動(dòng)的微分方程，可以分別通過數(shù)值方法求解。對(duì)剛?cè)狁詈匣剞D(zhuǎn)角和剛?cè)狁詈险駝?dòng)的微分方程，則通過攝動(dòng)法求解。這一新的分析方法與以往的分析方法相比，在梁的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，考慮了剛?cè)狁詈匣剞D(zhuǎn)角及其對(duì)梁端位移的影響，包括它所引起的梁的剛性位移及彈性位移，完整地考慮了梁的大幅轉(zhuǎn)動(dòng)與小變形耦合的作用。動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果表明剛?cè)狁詈匣剞D(zhuǎn)角度以及梁剛—柔運(yùn)動(dòng)耦合項(xiàng)，對(duì)梁端位移具有較大的影響，尤其在梁具有初始變形時(shí)更為明顯。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：O327

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 羅明聰;柔性梁與剛性地面碰撞動(dòng)力學(xué)研究及仿真[D];南京理工大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2636471