惯性力驱动机构动力特性的理论及实验研究

发布时间：2017-03-21 15:12

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【摘要】：惯性力驱动机构是一种利用偏心质量块旋转所产生的惯性力前进的特殊驱动机构,本文针对具有对称偏心质量块的旋转驱动机构进行研究。在无外界摩擦的情况下,对其在不同初始条件下进行了动力学分析和仿真验证,讨论了产生不同运动规律的原因。设计了相关实验机构,证明了其在外界无摩擦情况下无法前进。在有外界摩擦的情况下,设计了实验机构和位移检测设备,搭建了实验平台,根据实验结果确立了相关仿真和数值计算参数,对实验机构的驱动原理进行了探讨。根据Karnopp摩擦模型,利用数值计算方法,针对机构参数进行了优化,得出了在摩擦状况确定的条件下使得机构前进平均速度为最高的结构参数。针对机构参数确定的情况下,通过数值计算得到了机构在几种典型摩擦表面前进速度的预测值,并进行了仿真验证。
【关键词】：惯性力驱动机构 多体动力学 仿真 参数优化
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 概述9-23
• 1.1 课题背景9
• 1.2 研究目的与意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-18
• 1.3.1 特殊驱动方式研究现状10-12
• 1.3.2 惯性驱动机构研究现状12-15
• 1.3.3 相关物理学理论研究现状15-16
• 1.3.4 多体动力学分析研究现状16-18
• 1.4 研究内容与技术路线18-23
• 1.4.1 惯性力驱动机构型式选取18-20
• 1.4.2 研究内容20-23
• 第2章 惯性力驱动机构在外界无摩擦情况下的动力学分析23-43
• 2.1 惯性力驱动机构在外界无摩擦情况下的运动分析23-27
• 2.2 仿真验证及分析27-36
• 2.2.1 初始角度为0°时的仿真验证分析28-29
• 2.2.2 初始角度为90°时的仿真验证及分析29-36
• 2.3 实验验证及分析36-41
• 2.4 本章小结41-43
• 第3章 外界有摩擦情况下的动力学分析43-61
• 3.1 实验及结果43-52
• 3.1.1 实验机构的设计和制作43-46
• 3.1.2 位移检测和标定46-49
• 3.1.3 摩擦系数的测定49-50
• 3.1.4 实验结果50-52
• 3.2 仿真验证及分析52-55
• 3.3 外界有摩擦情况下的运动方程55-59
• 3.4 有摩擦运动条件下驱动原理探讨59-60
• 3.5 本章小结60-61
• 第4章 对称偏心质量反向旋转结构设计的准则61-74
• 4.1 设计可优化目标与可优化参数61-62
• 4.2 优化程序设计62-63
• 4.3 优化实例63-71
• 4.3.1 使机构平均速度最高的优化实例63-70
• 4.3.2 使机构单位周期位移最大的优化实例70-71
• 4.4 优化结果的分析与探讨71-73
• 4.5 本章小结73-74
• 第5章 对称偏心质量反向旋转驱动机构最优使用条件选择74-79
• 5.1 机构在常用摩擦介质上运行结果的计算预测74-75
• 5.2 机构最优摩擦环境的选择及验证75-77
• 5.3 优化结果的分析与探讨77-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第6章 总结与展望79-81
• 6.1 总结79-80
• 6.2 展望80-81
• 参考文献81-84
• 致谢84-85
• 附录I85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 戴增惠;蛙式打夯机极限转速的研究[J];工程机械;1979年11期

2 高炳坤,李复;奇妙的惯性力[J];物理与工程;2003年04期

3 姜继海,张冬泉;Matlab环境下可视化工具箱的开发[J];哈尔滨工业大学学报;1998年05期

4 孙立宁;李伟达;蒋振宇;郭伟;李满天;;一种单构件双运动机理微小型机器人移动机构[J];机器人;2010年01期

5 王月新;;惯性力及其应用[J];忻州师范学院学报;2009年02期

6 刘品宽,孙立宁,刘涛,吴善强;惯性冲击式运动原理的理论分析与仿真[J];中国机械工程;2004年24期

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本文编号：259857