考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力學(xué)研究

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1、碩士學(xué)位論文考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力學(xué)研究STUDYONCOUPLINGDYNAMICSCHARACTERISTICSOFMECHANISMWITHMULTIPLEJOINTCLEARANCESANDCOMPONENTFLEXIBILITY卞帥哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：TH113.2學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力學(xué)研究碩士研究生：卞帥導(dǎo)師：陳軍副教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機械電子工程所在單位：船舶與海洋工程學(xué)院

2、答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TH113.2U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONCOUPLINGDYNAMICSCHARACTERISTICSOFMECHANISMWITHMULTIPLEJOINTCLEARANCESANDCOMPONENTFLEXIBILITYCandidate：BianShuaiSupervisor：AssociateProf.ChenJunAcademi

3、cDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineeringSchoolofNavalArchitectureandAffiliation：OceanEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著機構(gòu)不斷向輕質(zhì)、高速、精密方向發(fā)展，一些具有輕質(zhì)量和柔性特點的柔

4、性構(gòu)件廣泛應(yīng)用于機構(gòu)中，而柔性構(gòu)件彈性變形與大范圍運動之間存在耦合作用，這會給機構(gòu)動力學(xué)特性帶來較大影響；同時機構(gòu)中通常含有多個運動副間隙，間隙使機構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)偏離了理想運轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且各間隙之間、間隙與柔性構(gòu)件彈性變形之間都存在耦合作用，這會進一步影響機構(gòu)的工作精度與穩(wěn)定性。因此，多間隙和構(gòu)件柔性已成為機構(gòu)動力學(xué)研究中的熱點問題，本文對考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力學(xué)進行研究，以便為機構(gòu)設(shè)計與動力學(xué)行為預(yù)測提供分析方法和理論指導(dǎo)?？紤]機構(gòu)中構(gòu)件柔性因素，以柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)理論為基礎(chǔ)，建立含柔性構(gòu)件的多體系

5、統(tǒng)動力學(xué)模型，進而考慮機構(gòu)中運動副間隙因素，對間隙進行合理描述，并建立間隙的矢量模型和數(shù)學(xué)模型，同時將間隙模型嵌入到柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)模型中，最終建立含間隙和柔性構(gòu)件的機構(gòu)耦合動力學(xué)模型，為研究考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力學(xué)特性奠定基礎(chǔ)。為合理描述機構(gòu)間隙處接觸碰撞過程，對間隙法向接觸碰撞力模型和切向摩擦力模型進行建模與分析，并基于L-N非線性彈簧阻尼接觸碰撞力模型和修正的Coulomb摩擦力模型，結(jié)合含間隙和柔性構(gòu)件的機構(gòu)耦合動力學(xué)模型，對考慮多間隙和連桿柔性的平面四桿機構(gòu)進行動力學(xué)研究，研究間隙和連桿

6、柔性對其動力學(xué)特性的影響。進一步將含間隙和柔性構(gòu)件的機構(gòu)耦合動力學(xué)模型應(yīng)用到航天機構(gòu)中，研究多間隙和構(gòu)件柔性對航天機構(gòu)動力學(xué)特性的影響。首先，研究考慮方位軸和俯仰軸間隙的剛性衛(wèi)星天線雙軸驅(qū)動機構(gòu)耦合動力學(xué)特性，進而分別研究驅(qū)動力矩、間隙處摩擦系數(shù)、等效阻尼系數(shù)以及接觸剛度系數(shù)對機構(gòu)動力學(xué)特性的影響，并基于健康指標(biāo)和無量綱幅值影響指標(biāo)，定量研究各因素對機構(gòu)指向精度和工作穩(wěn)定性的影響規(guī)律。最后，研究考慮多間隙和反射面柔性的驅(qū)動機構(gòu)耦合動力學(xué)特性，對柔性反射面進行離散化處理，研究反射面彈性變形規(guī)律，并深入研究彈性模量

7、和約束形式對其彈性變形的影響。進一步研究間隙對反射面彈性變形和動力學(xué)特性的影響，以及反射面柔性對含間隙機構(gòu)指向精度和動力學(xué)特性的影響，并研究考慮間隙與不考慮間隙時反射面約束形式對機構(gòu)動力學(xué)特性的影響規(guī)律。關(guān)鍵詞：柔性多體系統(tǒng)；運動副間隙；接觸碰撞；航天機構(gòu)；耦合動力學(xué)-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththedevelopmentofmechanisminthedirectionoflight,high-speedandprecisionconstantly,somecomponents

8、withlightmassandflexiblecharacteristicsareappliedtomechanismwidely.Butthecouplingeffectbetweenelasticdeformationandlargeoverallmotionofflexiblecomponethasabadinfluenceondynamiccharacteristicsofm