含間隙機構(gòu)接觸碰撞動力學研究.pdf

1、柔性多體系統(tǒng)的接觸碰撞是工程中常見的現(xiàn)象,往往會對系統(tǒng)的設(shè)計與分析造成重大的影響。隨著現(xiàn)代高科技結(jié)構(gòu)對位置精度要求的提高和運行環(huán)境的日益復(fù)雜,由接觸碰撞而引起的非線性動力學特征,已經(jīng)成為柔性多體系統(tǒng)動力學需要解決的一個重要課題。在系統(tǒng)總結(jié)這一領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,本文對柔性多體系統(tǒng)接觸碰撞動力學進行了深入的研究,主要包括以下內(nèi)容。首先利用等效彈簧阻尼模型,建立了柔性多體系統(tǒng)的接觸碰撞動力學模型,并分析了柔性體碰撞接觸條件,詳細的建立了兩

2、體碰撞時的法向碰撞接觸模型和切向碰撞接觸模型。在此基礎(chǔ)上,把碰撞模型綜合到柔性多體系統(tǒng)動力學方程中,最終建立了含接觸碰撞的柔性多體系統(tǒng)動力學模型,此模型適用于一般含碰撞的多體系統(tǒng)。為了驗證此模型的有效性和正確性,以一柔性梁為研究對象,對柔性梁在重力場中的接觸碰撞過程進行了動力學仿真分析。詳細地討論了柔性梁的動態(tài)響應(yīng)以及碰撞過程碰撞力的變化規(guī)律,主要包括柔性梁的回轉(zhuǎn)角位移和角速度變化規(guī)律、碰撞過程的碰撞力歷程以及柔性梁末端的位移和速度變化

3、規(guī)律。并與剛性梁在重力場中的接觸碰撞過程進行了詳細的比較和分析。進一步,建立了含間隙機構(gòu)的動力學模型,含間隙機構(gòu)動力學建模的關(guān)鍵是如何把間隙模型嵌入到動力學模型中,因此詳細的描述了模型中間隙的引入并建立了間隙鉸的數(shù)學模型,在此基礎(chǔ)上建立了間隙碰撞力模型和摩擦力模型。最后將其并入到柔性多體系統(tǒng)動力學方程中,建立了含間隙接觸碰撞的多體系統(tǒng)動力學模型?；诘刃椈勺枘崮Ｐ徒⒌暮g隙機構(gòu)動力學模型可以很好的分析接觸碰撞過程的動力學性能。最后,