分享到:

转动Timoshenko梁的动力学建模

随着现代工业的发展,工业机器人的轻质、高速已成为必然趋势.其中,弹性机械臂的动力学与控制是目前机器人领域中的重要研究课题之一而对此所做的深入探讨,都应该以一个完善的、经过合理简化的、在一定意义上又是精确的动力学模型为基础.目前对Timoshenko梁动力学及控制稳定性人们已做了许多工作,但尚没有一个公认的合理的分布参数模型.分歧主要表现在如何刻画整体转动和弹性变形之间的相互藕合上.由于这种祸合使得动力学建模大大地复杂化了,现有模型往往只考虑了某些因素而忽视了另一些同样重要、有时甚至更为重要的因素.特别值得提出的是,很多模型只包含一个描述弹性变形的方程和一个关于驱动电机转子的方程,但这样的方程是不完备的,因为后者只相当于动坐标系中梁振动的边界条件.完备的模型还应该包含一个整体动量矩方程.本文以转动动力学的规范理论为基础,完善地刻画了变形与转动藕合,确定了经历任意转动的Timoshenk。梁的精确动力学方程.i转动Timoshenk...  (本文共3页) 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

内燃机曲轴动态振动特性模拟及其裂纹故障分析

曲轴是内燃机最为重要的部件之一,曲轴裂纹甚至断裂是发生频率较高故障,为了提高内燃机的维修性、避免重大事故的发生及减小事故的危害性,开展关于曲轴裂纹故障诊断的研究非常必要,这是一个有着实用意义的课题。大量的研究已经证明振动分析法对于内燃机故障而言是非常有效的途径,于是我们利用此方法分析裂纹出现后以及随着裂纹加深时曲轴动态振动特性的变化特点,探索并从中提取能够表征裂纹故障的特征参数。经过参考目前的研究现状并考虑到实验研究的局限性,本研究主要立足于理论,目的是为实验研究提供参考与指导,为最终实现曲轴裂纹在线监测与诊断奠定基础。采用振动分析法进行故障诊断首先要检测振动信号,在这里我们获取曲轴振动信号的途径是通过模拟计算。但由于曲轴的几何形状、边界条件和作用载荷都非常复杂,要得到精度足够的结果并保证运算规模适当,建立合理的计算模型是问题关键所在。从以前研究的状况来看,空间实体有限元法能得到精度较高的结果,但因为受到运算规模的限制,它目前多...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

弹炮耦合系统动力学及关键参数识别研究

火炮射击过程是弹丸在高温、高压火药燃气推动下沿身管轴向高速运动的过程。由于身管弯曲、弹丸与身管的接触碰撞、弹带的变形、弹带与身管的高速度摩擦等因素的存在,使得弹丸运动具有不确定性,导致弹丸出炮口瞬间状态参数的扰动,而弹丸炮口状态参数是外弹道的初始条件,直接与火炮的射击精度相关。因此,建立火炮发射过程弹炮耦合动力学模型,得到弹丸膛内运动规律,揭示弹炮耦合机理,预测弹丸炮口扰动,提取弹炮耦合系统中的关键参数,对提高火炮射击精度有重要意义。针对上述问题,本文主要展开的研究内容如下:(1)基于火炮发射原理和物理结构,建立相关坐标系统用于描述身管和弹丸的相对运动;根据弹炮耦合系统的坐标系拓扑结构,以相邻刚体之间的相对运动为基础,推导系统的运动学方程;基于系统的运动学方程,根据虚功率原理,推导系统动力学方程。(2)考虑身管刚柔耦合效应,基于Timoshenko梁假设,建立多段变截面梁表示的身管模型,采用谱元法离散身管模型,得到描述身管柔性运...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

《天津纺织工学院学报》1950年20期
天津纺织工学院学报

静压引起薄壁圆筒内力的计算──兼谈力学建模

静压引起薄壁圆筒内力的计算──兼谈力学建模孙明珠(天津纺织工学院基础课部天津300160)摘要:阐述了力学建模的重要性,给出了力学建模的方法,推导了薄壁圆管周向力的计算公式.关键词:力学建模,周向拉力,剪刀,弯矩Thecalculationofenternalforcefromstaticpressureonthinwallcylinderpipe───withadiscussionofestablishingmechanicsmodels¥SunMingzhu(Divi,ofBasicCourses)Abstract:Thispaperdescribestheimportanceofestablishingmechanicsmedeis,providesthemethodforthecalculation,deductsaformulafromthecalculationoftangentialforceonthinwallc...  (本文共4页) 阅读全文>>

《华中科技大学学报(自然科学版)》2011年12期
华中科技大学学报(自然科学版)

基于伪速度的动力学建模方法

为适应高性能计算机及先进的数据算法的发展,研究新的具有程式化、高效率的动力学建模方法成为复杂多体系统动力学领域研究的重点之一[1].例如,被引入到多体系统动力学计算中直接面向计算机的高效率算法,即并行计算[2],程式化程度高、计算速度快的多体系统传递矩阵法[3]等.通过伪速度来直接描述系统的运动,可以使得独立变量的选择余地更大,直接获得形式简洁、易于计算机编程实现的一阶微分方程,例如凯恩(Kane)方程[4]、欧拉-庞卡莱方程[5]、基于空间算子代数(SOA)的递推动力学建模方法[6-7]和谱分解的方法[8]等.1伪速度的分类根据伪速度与运动学参数及动力学参数的关系,大致可将其分为2类.a.包含运动参数的运动伪速度.在经典系统中,伪速度只与运动参数有关,因此将其定义为运动伪速度.广义速度q(t)与伪速度p的关系为mq(t)=∑i=1vi(q)pi,或q(t)=V(q)p,式中V=[v1 v2…vm].b.包含运动参数及动力...  (本文共4页) 阅读全文>>

《黑龙江科技信息》2008年20期
黑龙江科技信息

关于工程力学建模的一点心得

1工程力学学习中增加建模部分内容的必要性我们知道力学建模是力学工程应用首先面临的问题,是进行力学分析计算的基础。大量的问题要在这一过程中完成,包括确定分析方案、分解分析项目、简化分析对象、确定载荷情况等等,它是力学研究、力学实践的重要环节、对于工程力学而言,这一工作占有更加突出的位置,甚至会占用比力学计算更多的时间,直接决定结论的可信度与现实性。不恰当的力学建模带来的分析误差,会将后续提高计算精度的努力冲减甚至否定,以至于否定实验结果。工程力学建模是我们自学理解力学理论的必要过程。理论是工程力学分析计算的工具,其应用对象是工程实际,同时也是对应规律的描述。建模过程可以使我们加深对理论本质的理解,把握理论的核心要素,分清操作中各因素的主次差别,领会在应用中的关键、难点及一般解决方案中存在的问题,方便我们进一步研究与分析深度的加强。通过不断的实践,我认为工程力学学习,应该弱化理论推演,加强应用环节,建模过程是达成这一目标的重要手段。...  (本文共1页) 阅读全文>>

《上海交通大学学报》2005年01期
上海交通大学学报

并联机构动力学建模和控制方法分析

并联机构理论上具备高刚性、小惯量、大承载力、高速、高精度等优点[1,2].但闭链结构中存在的非线性耦合关系导致位置正解复杂、奇异位形丰富、工作空间狭小、控制实现困难.本文分析了并联机构动力学建模和控制方法,并归纳出并联机构控制的关键性问题.1 建模方法分析[3~5]并联机构动力学建模方法有牛顿-欧拉法,拉格朗日法,拉格朗日-达朗贝尔法、高斯法、凯恩法、虚功原理和微分几何原理等.以上各建模方法描述的是同一类机构的动态特性,彼此是等价的.但这些方程式的结构却不同,有些便于实现快速计算控制所需力矩,另一些便于控制的分析与综合,还有一些是便于改进机构运动的计算机仿真.1.1 牛顿-欧拉法(N-E法)N-E法是递推算法.它首先将并联机构的各个连杆分离出来,并以各重心为参考点建立坐标系,再根据牛顿力学第三定律建立各连杆的N-E方程.采用该方法的关键是处理好关节驱动力和关节连杆位移之间的耦合关系.N-E法的优点在于该方法全局有效.但在三维空间...  (本文共4页) 阅读全文>>