不同运动副材料对间隙机构动力学特性的影响
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一种基于变恢复系数的接触碰撞力模型王旭鹏;张艳;吉晓民;马尚君;佟瑞庭【摘要】为了有效描述机械系统中的接触-碰撞现象,在考虑材料屈服强度和初始碰撞速度的基础上,提出一种变恢复系数模型,进而建立了一种改进的、变恢复系数的接触-碰撞模型;随后,分别以轴-轴承、球-球以及平面曲柄滑块机构为例,通过大量数值模拟和实验测试,以及二者间的对比分析,对改进模型的有效性、准确性进行了验证.研究结果表明,改进的模型能够更加准确的描述间隙铰链处的接触碰撞效应,以及间隙铰链对机械系统动态特性的影响规律.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)005【总页数】5页(P198-202)【关键词】变恢复系数;接触碰撞力模型;间隙铰链;动态特性【作者】王旭鹏;张艳;吉晓民;马尚君;佟瑞庭【作者单位】西安理工大学工业设计系,西安710048;西安理工大学工业设计系,西安710048;西安理工大学工业设计系,西安710048;西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室,西安710072;西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室,西安710072【正文语种】中文【中图分类】O313.4接触碰撞现象在机械系统中是非常普遍的[1],比如相邻连接件之间的铰链连接处,因相对运动、加工、装配及其使用过程的摩擦磨损等原因导致存在间隙,而间隙正是接触碰撞的根源[2]。
接触碰撞势必会引起机械系统动态性能、精度、可靠性及寿命等技术指标的下降[3]。
要研究接触碰撞现象及其对机械系统动态性能的影响,首先应建立可用来准确描述接触碰撞效应的接触碰撞力模型。
为此,从20世纪70年代开始,国内外研究者建立了一系列接触碰撞力模型。
作为研究接触碰撞现象的奠基者,Hertz最先提出了一种非线性接触碰撞力模型[4],但是,Hertz接触理论的应用条件为:接触体具有非协调几何外形,且接触面为平面。
因此,Hertz接触碰撞力模型具有一定的局限性。
Ciavarella等[5]在对Persson接触模型改进的基础上,提出了另外一种适用于接触半径非常小且接触半角足够大工况下的接触碰撞力模型,但该模型同样具有局限性,仅适用于小间隙的接触碰撞。
机构的组成及运动副电子教案第一章:机构的概述1.1 机构的定义解释机构的概念,说明机构是由若干个构件通过连接方式组成的具有特定运动和动力传递功能的系统。
1.2 机构的分类介绍机构的分类方法,包括固定式机构、移动式机构、旋转式机构等。
1.3 机构的特点和应用阐述机构的特点,如刚性、弹性、运动连续性等。
举例说明机构在工程中的应用,如机械装置、交通工具、工业等。
第二章:机构的组成要素2.1 构件介绍构件的概念,构件是机构中的基本单元,可以是固定或可动的。
2.2 连接方式讲解连接方式的种类,如销连接、螺纹连接、键连接、焊接等。
2.3 运动副定义运动副的概念,运动副是连接两个构件的部位,使它们能够相对运动。
第三章:运动副的类型及特性3.1 滑动副介绍滑动副的特点和应用,如滑动轴承、滑动齿轮等。
3.2 转动副讲解转动副的特点和应用,如轴与轴承、齿轮与齿轮等。
3.3 转动副与滑动副的比较分析转动副和滑动副的优缺点,比较它们在不同工况下的适用性。
第四章:机构运动分析4.1 自由度分析介绍自由度分析的概念和方法,判断机构是否自由运动。
4.2 运动轨迹分析讲解运动轨迹的计算方法,分析机构运动过程中构件的运动轨迹。
4.3 速度和加速度分析推导速度和加速度的计算公式,分析机构在不同工况下的运动状态。
第五章:机构设计的一般原则5.1 设计要求阐述机构设计的要求,如运动精度、刚度、寿命等。
5.2 设计步骤介绍机构设计的一般步骤,包括分析任务、选择构件和连接方式、计算运动副参数等。
5.3 设计实例提供机构设计实例,指导学生运用所学知识进行实际设计。
第六章:机构动力学分析6.1 动力学基本概念介绍动力学的基本概念,如力、速度、加速度、动量等。
6.2 牛顿运动定律讲解牛顿运动定律的内容及其在机构动力学分析中的应用。
6.3 机构动力学方程推导机构动力学方程,分析机构在受力作用下的运动状态。
第七章:机构运动控制7.1 运动控制概述解释运动控制的概念,运动控制是指对机构运动进行精确控制的过程。
第33卷第1期 2012年1月
宇航学报
Journal of Astronautics Vo1.33 No.1 January 2012
含间隙卫星天线双轴驱动机构动力学特性分析 张慧博 ,陈 军 ,潘冬 ,王兴贵 ,李甘霖 (1.哈尔滨工业大学(威海)船舶学院,威海264209;2.哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨150001)
摘要:以某型点波束卫星天线双轴驱动机构为研究对象,研究关节间隙对驱动机构动力学特性的影响规 律。通过建立关节间隙动力学模型,并将间隙模型嵌入到虚拟样机中,进一步建立含间隙的双轴驱动机构虚拟样 机。利用虚拟样机进行动力学仿真,分析关节间隙对双轴驱动机构动力学特性的影响。同时,利用多项式拟合的 方法给出间隙大小对系统动力学特性的影响规律。结果表明,关节间隙会使运动副构件间发生接触碰撞,导致驱 动机构执行末端动力学特性变化,影响运行稳定性,降低定位精度。且随着关节间隙的增大,执行末端的速度误差 和加速度误差峰值都随之增大,使系统的运行稳定性变差。所得结论对双轴驱动机构定位精度的分析与控制具有 重要的理论价值及工程实际意义。 关键词:关节间隙;双轴驱动机构;动力学特性;卫星天线;虚拟样机 中图分类号:V514.4 文献标识码:A 文章编号:1000—1328(2012)O1-0033-07 DoI:10.3873/j.issn.1000—1328.2012.O1.005
Research on Dynamic Characteristic of Two--Axis・-Position Mechanism for Satellite Antenna with Joint Clearance
ZHANG Hui.bo .-,CHEN Jun ,PAN Dong ,WANG Xing—gui ,LI Gan.1in (1.School of Naval Architecture,Harbin Institute of Technology at Weihai,Weihai 264209,China; 2.School of Astronautics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)
间隙铰链对平面机构碰撞动力学特性影响分析王旭鹏;刘更;马尚君;佟瑞庭;薛艳敏【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)017【摘要】为了研究间隙铰链对机构动态性能的影响,建立了一种含轴向尺寸的线接触碰撞铰模型,在此基础上提出一种改进的非线性法向碰撞力模型和修正的切向库伦摩擦力模型,以平面含间隙铰链曲柄滑块机构为研究对象,通过不同间隙值下的滑块加速度、间隙铰链处接触力、加速度频谱以及速度-加速度相图分析,研究了间隙值对机构碰撞动力学特性的影响规律.研究结果表明:间隙会导致机构动态性能出现明显的振荡现象,且随着间隙值的增大,振荡加剧、振荡幅值上升,但振荡频率降低;同时,在间隙铰链的影响下,机构动态特性呈现出非线性现象,且间隙越大,非线性现象越明显.【总页数】5页(P74-78)【作者】王旭鹏;刘更;马尚君;佟瑞庭;薛艳敏【作者单位】西安理工大学艺术与设计学院工业设计系,西安710054;西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室,西安710072;西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室,西安710072;西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室,西安710072;西安理工大学艺术与设计学院工业设计系,西安710054【正文语种】中文【中图分类】TH112【相关文献】1.间隙对平面机构运动特性的影响分析 [J], 田浩;寇伟;白争锋2.一类两自由度含间隙碰撞振动系统的动力学特性 [J], 李新泉;刘池;李海泉;尹凤伟3.考虑铰链间隙的投放机构动力学特性分析 [J], 张梦迪; 赵彩霞; 李建刚4.计及铰链间隙的弹射式移栽机构非线性动力学特性分析 [J], 秦浙;钱孟波;龚剑伟;李希斌5.碰撞间隙对冲击振动系统动力学特性的影响研究 [J], 南向曈;李丹因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。