建模與結(jié)合處間隙和摩擦的多體動(dòng)力學(xué)模擬汽車(chē)的差速器

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1、建模與結(jié)合處間隙和摩擦的多體動(dòng)力學(xué)模擬汽車(chē)的差速器文獻(xiàn)翻譯題目解放CA1092型汽車(chē)差速器的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)系（部）機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師(職稱(chēng))完成時(shí)間12建模與結(jié)合處間隙和摩擦的多體動(dòng)力學(xué)模擬汽車(chē)的差速器建模與結(jié)合處間隙和摩擦的多體動(dòng)力學(xué)模擬汽車(chē)的差速器摘要在運(yùn)動(dòng)結(jié)合處的缺陷有時(shí)可以強(qiáng)烈影響到整個(gè)多體系統(tǒng)，這些結(jié)合處包括模擬響應(yīng)。例如，間隙，摩擦，潤(rùn)滑和柔韌性影響的瞬態(tài)行為，降低了部件的壽命和產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)對(duì)傳統(tǒng)結(jié)合處如菱柱，圓柱或萬(wàn)向節(jié)。在這項(xiàng)工作中，一個(gè)新的三維圓柱聯(lián)合模型，占關(guān)，錯(cuò)

2、位和摩擦呈現(xiàn)。該制劑已被用于表示在汽車(chē)微分模型的行星齒輪與行星架之間的連接。2013年中國(guó)社會(huì)理論與應(yīng)用力學(xué)。[DOI:10.1063/2.]關(guān)鍵詞圓柱形連接；間隙；摩擦力；汽車(chē)差速器；多體動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)結(jié)合處的多體關(guān)鍵部件仿真工具。大部分焊接接頭是表示與理想化模型的約束運(yùn)動(dòng),整個(gè)系統(tǒng)由一組運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。這種提法往往認(rèn)為，作為結(jié)合處完美的剛性元素，沒(méi)有任何預(yù)設(shè)的，但優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在計(jì)算上高效。然而，物理現(xiàn)象，如間隙不對(duì)中，靈活性，摩擦，潤(rùn)滑或沖擊可以強(qiáng)烈影響的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)節(jié)和對(duì)精度的不可忽略的影響和完整的多體模型的可靠性。例如

3、，懸浮液之間的結(jié)合處的建模臂與車(chē)體襯套元件影響車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真。提交該機(jī)構(gòu)的代表性運(yùn)動(dòng)結(jié)合處與他們的實(shí)際幾何形狀和它們的材料靈活性性能無(wú)疑是最準(zhǔn)確的方法來(lái)模擬任何類(lèi)型的關(guān)節(jié)。接觸條件的有限元模型之間定義經(jīng)受球形結(jié)合機(jī)構(gòu)是用來(lái)在參考文獻(xiàn)1。這種詳細(xì)的模型能夠捕捉到了很多顛覆性因素，但他們往往是相當(dāng)復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)他們高度，增加了計(jì)算時(shí)間。結(jié)合處的其他型號(hào)正處于一個(gè)上述兩個(gè)類(lèi)別之間的復(fù)雜性的中間水平。這些全球性的聯(lián)合聲明令沒(méi)有增加太多的一些干擾作用自由度的數(shù)目。在參考文獻(xiàn)2中，間隙和潤(rùn)滑研究的鉸鏈和能量范圍內(nèi)的影響球形接頭保持和腐爛

4、的時(shí)間積分方案。一種平面基于連續(xù)帶間隙轉(zhuǎn)動(dòng)副模式接觸模型的描述是在文獻(xiàn)3中。非光滑動(dòng)態(tài)方法也可用于表示運(yùn)動(dòng)結(jié)合處有缺陷，請(qǐng)參閱例子。本方法通常允許使用較大的時(shí)間步長(zhǎng)，但需要詳細(xì)融合的方法，如時(shí)間或事件驅(qū)動(dòng)的計(jì)劃。這項(xiàng)工作的目的是建立一個(gè)型號(hào)為圓柱形接合處的間隙中，偏差和摩擦力。連續(xù)力法是用來(lái)之間的接觸模型銷(xiāo)與它們所代表的內(nèi)筒為剛體。本文中所描述的聯(lián)合在一個(gè)完整的托森差速器的多體已經(jīng)過(guò)測(cè)試模型。12建模與結(jié)合處間隙和摩擦的多體動(dòng)力學(xué)模擬汽車(chē)的差速器這個(gè)新的模式已在參考文獻(xiàn)6中描述的多體系統(tǒng)非線性有限元法的框架內(nèi)實(shí)施。這種方

5、法是僵化和靈活的機(jī)械，接合處運(yùn)動(dòng)和力的要素組成的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的建模。該配置是使用絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)于一個(gè)獨(dú)特的慣性坐標(biāo)系來(lái)表示。因此，有剛性和彈性的坐標(biāo)，以自然的方式對(duì)許多非線性靈活區(qū)別和大變形。一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，包括完整約束的雙邊約束條件是由所述的，(1)，(2)其中,和是廣義的位移，速度和加速度的坐標(biāo)，為質(zhì)量矩陣，同的矢量互補(bǔ)慣性力，的內(nèi)力向量，的外部力量的載體。根據(jù)拉格朗日法，該約束的力為，其中是相關(guān)的代數(shù)拉格朗日乘子的載體，和分別是比例和懲罰因子。方程(1)和(2)形成非線性微分代數(shù)方程組。該解決方案是用二階精度時(shí)間

6、積分方案評(píng)估。在這項(xiàng)研究中，仲赫伯特計(jì)劃屬于廣義方法（見(jiàn)參考文獻(xiàn)7和8）。在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)，非線性代數(shù)方程系統(tǒng)必須使用牛頓拉夫遜方法來(lái)解決。笛卡爾旋轉(zhuǎn)向量加上一個(gè)更新的拉格朗日方法用于旋轉(zhuǎn)的參數(shù)化。這種選擇使一個(gè)確切的表示大型旋轉(zhuǎn)。切線算子允許計(jì)算轉(zhuǎn)速的材料變化從增量直角旋轉(zhuǎn)矢量的變化如(3)在一個(gè)圓柱形連接，根據(jù)所考慮的一種機(jī)構(gòu)的空心圓筒的引腳和外部表面之間的接觸可以發(fā)生在一個(gè)點(diǎn)，兩個(gè)點(diǎn)或一條線。在這項(xiàng)工作中，為了簡(jiǎn)化，假定該接觸只發(fā)生在頂部或在底部。在此工作模式的中空?qǐng)A筒的一個(gè)末端的圓柱面之間的相互作用的接觸元件。因此

7、，接合處需要使用兩次，每個(gè)地方每次使用一次。接觸和摩擦力的方向取決于針和內(nèi)筒的接觸點(diǎn)附近的幾何結(jié)構(gòu)，并且可以在箱子復(fù)雜的配置幾乎不能確定：尖銳的邊緣或在銷(xiāo)的外表面，例如小圓角半徑。本研究的目的不是要分析具體的現(xiàn)象在接觸位置，但要有相關(guān)的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的全球代表性。因此，為了有一個(gè)簡(jiǎn)單的三維接觸元件，所述頂部與氣缸的底部被視為球形（參照?qǐng)D112建模與結(jié)合處間隙和摩擦的多體動(dòng)力學(xué)模擬汽車(chē)的差速器）。這種假設(shè)在實(shí)際情況下，該間隙小，并且所述銷(xiāo)的相對(duì)傾斜被限制，因?yàn)樵诮佑|點(diǎn)然后將保持接近球體和圓柱體之間的交點(diǎn)圓似乎是合理的。因此，這

8、將是接近，即使在氣缸邊緣的幾何形狀不是精確表示的物理接觸點(diǎn)。這種新的聯(lián)合是由安裝在兩個(gè)剛體與兩個(gè)物理節(jié)點(diǎn)來(lái)定義。節(jié)點(diǎn)位于空心圓筒的軸線和節(jié)點(diǎn)被固定在針這也是接觸的球體的中心的上方或下方的圓形面的中心。絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的位置和速度都參與了這一接觸元件的表達(dá)。連接到每個(gè)體的材料，本地幀被用在聯(lián)合制劑和正交單位向量,三元組有他