新型摆式二冲程微型内燃机柔性动力学仿真分析
发布时间：2020-07-04 17:11
【摘要】： 柔性多体系统是由多个刚体和柔性体相互连接而组成的系统,在人们生产生活中应用广泛。随着高速机械、机器人和航天结构的发展,对包含整体运动和弹性变形的柔性多体系统的研究越来越重要。 本论文的中心内容是结合有限元分析软件ANSYS与ADAMS仿真软件各自的优点,对微型摆式发动机的结构采取了柔性动力学仿真分析、研究。并对系统的稳定性进行了恰当、合理的分析。 基于模态叠加法和结构动力学中的约束模态综合法,利用带乘子的拉格朗日方程建立了动力学方程,为刚柔耦合分析提供了理论基础。从数学的角度上解释了“由ANSYS模态分析得到ADAMS的柔性体矩阵”的合理性。对其进行模态分析,从分析结果得到中心摆的固有频率及振型。其第一阶固有频率为14394Hz,远大于工作频率,能有效的避开共振区域。对模型进行简化,并提高单元的精度。优化中性文件,提高了ADAMS的仿真速度。比较“新型摆式二冲程微型摆式发动机”刚柔耦合仿真的位移曲线、速度与加速度曲线,刚柔耦合和刚性仿真的位移曲线比较吻合,验证了最初以刚性设计为出发点的运动精度符合设计要求。由ANSYS瞬态动力分析确定载荷随时间变化时,结构的响应。瞬态动力分析的输入ADAMS中求出的大小和方向随时间变化的接触反力。得到的输出数据是随时间变化的位移量和其它的导出量,验证了结构的稳定性。 本课题在建立机构柔性多体运动学与动力学数理模型的基础上,求得了微型二冲程摆式内燃机的机构刚柔耦合多体系统的模态特征与稳定性特征。分析结果对微型摆式内燃机结构动态特性预测乃至结构的开发设计,均具有重要的指导意义。为下一步的多场耦合分析奠定了理论基础。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH113
【图文】：
6图 2-1 柔性体上任一点的位置向量Fig.2-1 The position vector of the random point on flexible body，柔性体是变形体，体内各点的相对位置时时刻刻都描述该柔性体在惯性坐标系中的位置，因此，引入弹动坐标系统的变形。这样柔性体上任一点的运动就是标系，而需要采用随着柔性体形变而变化的坐标系，上任意点的位置、速度、加速度矢量平面运动的时候，把复杂的刚体平面运动分解为几种，尤其是在小变形的情况下，也可以采用类似的方法在运动过程中小变形后到P′点，其间运动可以分解为
图 2-2 引入转换角度后的位置向量Fig.2-2 The position vector of the random point with conversion ang便，引入旋转变换矩阵 A，其形式为：cos sinsin cosAφ φφ φ = ( )c o s s ins in c o sA Aφ φφφ φ = = 动坐标系原点o′在到惯性坐标系原点 O 的矢量的夹角。式可表示为：( )pp i ir r A ρu′= + ′ +′—P 点在浮动坐标系中的位置矢量—— P′点在浮动坐标系中相对与 P 点的矢量
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH113
【图文】：
6图 2-1 柔性体上任一点的位置向量Fig.2-1 The position vector of the random point on flexible body，柔性体是变形体，体内各点的相对位置时时刻刻都描述该柔性体在惯性坐标系中的位置，因此，引入弹动坐标系统的变形。这样柔性体上任一点的运动就是标系，而需要采用随着柔性体形变而变化的坐标系，上任意点的位置、速度、加速度矢量平面运动的时候，把复杂的刚体平面运动分解为几种，尤其是在小变形的情况下，也可以采用类似的方法在运动过程中小变形后到P′点，其间运动可以分解为
图 2-2 引入转换角度后的位置向量Fig.2-2 The position vector of the random point with conversion ang便，引入旋转变换矩阵 A，其形式为：cos sinsin cosAφ φφ φ = ( )c o s s ins in c o sA Aφ φφφ φ = = 动坐标系原点o′在到惯性坐标系原点 O 的矢量的夹角。式可表示为：( )pp i ir r A ρu′= + ′ +′—P 点在浮动坐标系中的位置矢量—— P′点在浮动坐标系中相对与 P 点的矢量
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1 何柏岩;陈寺专;裴毅强;刘
本文编号：2741356
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