检索结果-内蒙古大学图书馆

上海工程技术大学学报 2013年第1期27卷 39-42页

作者：赵春花上海工程技术大学机械工程学院上海201620

利用拉格朗日方程,采用浮动坐标法推导了任意运动平面柔性梁动力学模型.研究了任意运动柔性梁的运动学描述形式,利用有限元方法建立单元运动微分方程,并解释了质量矩阵和刚度矩阵中所有项的含义.计算实例结果显示,利用浮动坐标法推导建... 详细信息

利用拉格朗日方程,采用浮动坐标法推导了任意运动平面柔性梁动力学模型.研究了任意运动柔性梁的运动学描述形式,利用有限元方法建立单元运动微分方程,并解释了质量矩阵和刚度矩阵中所有项的含义.计算实例结果显示,利用浮动坐标法推导建立的任意运动柔性梁动力学模型是有效的.

关键词：浮动坐标法任意运动柔性梁

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塔式起重机非工作工况回转机构风载响应特性的研究

塔式起重机非工作工况回转机构风载响应特性的研究

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作者：曹野哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

为了满足日益增加的城市住房的需求量,我国住房建设作业量逐年增加。塔式起重机在高层建筑施工中扮演着重要的角色,对起升重量的需求也越来越大,其设计要求逐步增加。我国沿海城市经常遭受台风等恶劣天气影响,用于沿海工地的塔机在台风... 详细信息

为了满足日益增加的城市住房的需求量,我国住房建设作业量逐年增加。塔式起重机在高层建筑施工中扮演着重要的角色,对起升重量的需求也越来越大,其设计要求逐步增加。我国沿海城市经常遭受台风等恶劣天气影响,用于沿海工地的塔机在台风的作用下经常发生倒塌事故。非工作状态时,塔机通过释放回转机构,使其上部结构能够自由回转,从而产生风标效应,以提高其抗风能力。能否形成风标效应以及所需时间的长短直接影响塔机的抗风性能。因此深入研究回转机构对风载的响应特性,可以为塔机的抗风设计提供理论指导。本文的主要研究内容为模拟风荷载时程序列,建立风荷载作用塔机系统动力学分析模型,通过动力学仿真研究回转过程中的动态特性,为塔式起重机的抗风设计提供理论依据。本文使用谐波叠加法基于风谱模拟了顺风向和横风向脉动风荷载的时程序列,通过模拟谱和目标谱的谱偏差可以确定模拟时程序列的准确性,该方法易于通过既定风场参数进行数值模拟,为后续塔机系统广义外力矩阵的建立提供依据。塔机整体建模过程基于多柔体系统动力学理论,采用浮动坐标法对其进行建模,依据长度不变的等效原则,将空间桁架结构简化等效,分析其运动形式将空间运动分解为多个平面运动。依据浮动坐标法利用有限元法离散用于描述柔性构件的变形的广义坐标,由此得到广义坐标可以十分直观地描述具有大柔度的臂架结构的大变形、大转角运动,便于推导塔机系统动力学方程,由各构件的动能、弹性力虚功、受载情况以及结构的组成关系得到各构件质量阵、刚度阵、广义外力阵以及约束方程和其雅可比矩阵,通过第一类Lagrange方程集成可得塔机动力学方程,使用广义-α法对系统方程进行求解,得到塔机系统多个平面关键点在不同风载作用下的位移、速度时间响应曲线,通过ADAMS软件仿真解的对比验证了模型的准确性,并为系统应力响应和动态稳定性分析提供理论基础,采用ANSYS软件对系统的应力响应进行验证,其结果准确。虽然桁架结构的建模和计算可以通过现有的商用有限元软件实现,但其实现从建模到位移响应到动态应力、稳定性分析数据和流程需要从ANSYS传输到ADAMS再返回到ANSYS,且其数据处理交换复杂,而本文为建立统一的建模过程,即位移响应、动态应力响应以及动态稳定性求解的流程,采用MATLAB编程实现完整统一的计算过程,通过风载作用下回转过程中一系列位移响应、应力响应和动态稳定的计算为实际工程设计提出指导。

关键词：塔式起重机脉动风荷载多柔体系统浮动坐标法实腹式等效法

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平面机构柔性多体系统动力学研究

平面机构柔性多体系统动力学研究

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作者：孙维方华中农业大学

学位级别：硕士

工业应用和技术发展需求以及计算机技术的快速发展推动柔性多体动力学研究不断提高和深入,在诸如航空航天飞行器、公路车辆轨道车辆、机器人、高速和精密机构以及生物机械系统等领域得到了广泛应用。平面机构是广泛应用于工程机械的重... 详细信息

工业应用和技术发展需求以及计算机技术的快速发展推动柔性多体动力学研究不断提高和深入,在诸如航空航天飞行器、公路车辆轨道车辆、机器人、高速和精密机构以及生物机械系统等领域得到了广泛应用。平面机构是广泛应用于工程机械的重要结构,对系统动力学响应有着重要的影响。因此,基于柔性多体系统动力学理论研究平面机构的响应有着重要的意义,这也是本文的出发点。本文首先系统介绍了柔性多体系统动力学的基本原理,详细介绍了从位移描述到动力学控制方程的建立。基于浮动坐标方法建立了平面曲柄滑块机构的动力学模型,推导出了其滑块在水平方向上的位移变化,并使用Simulink对其进行了模拟仿真的对比。对高速插秧机平行悬挂机构进行了力学和其频率响应分析,建立了其柔性多体系统动力学数学模型、使用Catia建立了其几何模型,使用多体动力学仿真软件LMS Virtual. Lab Motion模块分析了包含柔性体元素的末端执行器在垂直方向上的位移。使用Crystal公司的CoCo80测试系统分析其基座响应激励,使用EDM软件对测试数据进行频率响应分析,确定了引起悬挂机构振动响应的来源,并采用锤击法得到了高速插秧机悬挂机构的三阶固有频率及其品质因子。

关键词：平面机构柔性多体系统动力学高速插秧机浮动坐标法

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大运动柔性板的多体系统传递矩阵法研究

大运动柔性板的多体系统传递矩阵法研究

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作者：贺子豪南京理工大学

学位级别：硕士

基于新版多体系统传递矩阵法（芮方法）,本文对含大运动小变形的多端输入一端输出板的动力学建模以及含此类板的多刚—柔耦合系统动力学响应求解的方法进行了仔细研究，取得了如下成果：　　（1）本文采用浮动框架法描述大运动小变形板... 详细信息

基于新版多体系统传递矩阵法（芮方法）,本文对含大运动小变形的多端输入一端输出板的动力学建模以及含此类板的多刚—柔耦合系统动力学响应求解的方法进行了仔细研究，取得了如下成果：　　（1）本文采用浮动框架法描述大运动小变形板的大范围刚体运动，采用假设模态法对板的变形场进行离散，推导得到符合新版多体系统传递矩阵法形式的传递矩阵和传递方程，丰富了新版多体系统传递矩阵法的传递矩阵库。　　（2）本文推导了与多端输入一端输出的一般柔性元件相联的空间柱铰多铰子集传递方程及其几何方程，并可作为其他类型多铰子集传递方程推导的参考，使新版多体系统传递矩阵法可以更方便的应用于树形一般多刚柔体系统。　　（3）根据多入单出大运动小变形板的传递方程，本文引入Riccati变换，推导了多入单出大运动小变形板的Riccati传递方程，并可扩展至其他类型的多入单出体元件;本文推导了空间运动球铰的Riccati传递方程，进一步丰富了多体系统Riccati传递矩阵法的传递矩阵库。　　（4）针对多个算例，建立多体系统总传递方程，对系统动力学响应进行求解，并与其他方法相对比，使本文所推导各传递矩阵的正确性得到验证。　　本文所做的工作扩充了多体系统传递法的传递矩阵库，拓宽了新版多体系统传递矩阵法及多体系统Riccati传递矩阵法的使用范围，对更加一般的刚—柔耦合多体系统传递矩阵法的发展具有参考意义。

关键词：多体系统传递矩阵法动力学响应 Riccati变换浮动坐标法大运动柔性板

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组合臂架式OM2拆装设备安装工况动力学分析与仿真

组合臂架式OM2拆装设备安装工况动力学分析与仿真

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作者：张兴哲哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

组合臂架式OM2拆装设备是为国家重大项目“神光Ⅲ”子项目—OM2光学组件安装量身定做的机械设备。在光学组件安装过程中,由拆装设备的折臂摆动、伸缩臂俯仰和伸缩臂伸缩完成粗就位,接着由拆装头6个方向自由度微调运动完成精就位。由于... 详细信息

组合臂架式OM2拆装设备是为国家重大项目“神光Ⅲ”子项目—OM2光学组件安装量身定做的机械设备。在光学组件安装过程中,由拆装设备的折臂摆动、伸缩臂俯仰和伸缩臂伸缩完成粗就位,接着由拆装头6个方向自由度微调运动完成精就位。由于设备具有大型重载,并依靠视觉辅助就位,对安装精度要求高,需要对拆装设备进行精准动力学分析,更好地规划OM2组件的运动轨迹。本文首先选取粗就位过程中组合臂架的三种不同姿态,基于ANSYS软件对底盘、折臂、伸缩臂和液压缸等主要部件进行了强度和刚度的静力学校核,并对这三种姿态进行模态分析,得到前六阶自振频率和振型,模态分析为后面瞬态动力学分析的时间积分步长和Rayleigh阻尼选取提供依据。采用浮动坐标法对OM2拆装设备进行动力学建模,利用有限元法离散描述柔性构件的变形。先用Lagrange方程得到单个柔性构件的动力学方程,再利用Lagrange乘子引入约束方程组装成系统动力学方程。由柔性构件的动能得到质量阵,由弹性力虚功得到弹性力和刚度阵,由外力虚功得到广义外力,根据构件之间的关系得到约束方程和约束雅可比矩阵,将动能、弹性力、广义外力、约束力代入第一类Lagrange方程得到了拆装设备的系统动力学方程。动力学方程是一组时变、强非线性、强耦合的微分-代数方程,采用广义-α法对微分-代数方程进行求解,得到了拆装设备末端点在不同工况下位移和速度随时间变化的响应曲线,并将柔体变形约束为零进行求解得到的刚体解与ADAMS刚体仿真解进行比较,发现结果相当吻合,验证了拆装设备多柔体系统模型的准确性,为拆装设备末端轨迹优化控制提供理论基础。粗就位完成后对拆装设备臂架结构“冻结”进行瞬态动力学分析。以加减速控制法求得微调运动中瞬态冲击载荷函数变化曲线,通过前面姿态三的振型选取两个方向微调运动进行分析,得到拆装设备末端点位移、速度随时间变化曲线以及振动周期。

关键词：有限元分析多柔体系统浮动坐标法瞬态动力学

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基于MNF文件的柔性体云图动画的实现

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计算机辅助工程 2011年第4期20卷 105-108页

作者：张和华谢刚周凡利苏州同元软控信息技术有限公司江苏苏州215123

针对国内拥有自主知识产权的多领域仿真系统中柔性体仿真功能较弱的问题,基于浮动坐标法,采用MNF文件,在多领域系统建模与仿真平台MWorks上,借助ACIS和HOOPS图形引擎,实现柔性体三维云图动画显示的功能.介绍柔性体仿真系统的组成以及MN... 详细信息

针对国内拥有自主知识产权的多领域仿真系统中柔性体仿真功能较弱的问题,基于浮动坐标法,采用MNF文件,在多领域系统建模与仿真平台MWorks上,借助ACIS和HOOPS图形引擎,实现柔性体三维云图动画显示的功能.介绍柔性体仿真系统的组成以及MNF文件的内容与作用,阐述柔性体云图动画实现的几项关键技术,包括几何模型的创建、模型数据的管理和动画数据的组织等.通过机械手的实际应用证明该方法的有效性.

关键词：柔性体云图动画 MNF文件浮动坐标法多领域仿真 MWorks Modelica

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