机械系统动力学的虚实混合仿真建模方法研究

发布时间：2022-01-07 21:46

　　计算机及其相应技术的发展为建立机械系统虚拟样机提供了一个有效的手段，机械系统动力学中的许多难题均可以采用虚拟样机技术来解决，虚拟样机技术正以它不可比拟的优越性被广泛运用到机械系统动力学分析中。在产品开发过程中应用虚拟样机技术，可以缩短产品开发周期，节约产品开发成本，使企业在市场竞争中取得相当的市场份额和利润。 建立能准确反映真实机械系统运动与动力特性的虚拟样机，是机械系统动力学分析中的一个主要问题。一般的多刚体系统模型，比较适合于反映构件刚度较大的机构的运动与动力参数。而对于那些受力大、高速运行，并且含有在运动中柔性特征非常明显的低刚度构件的系统，就不能准确的反映系统的运动状况了。 本文主要研究了虚实混合仿真建模的方法，并建立了含有明显柔性特征机构的虚拟样机仿真模型。本文以已有的曲柄滑块实验台真实系统为例，采用三维造型软件和多体系统动力学仿真软件等，建立了虚拟样机刚体模型，然后使用有限元计算软件建立模态中性文件，将柔性体引入虚拟样机模型替换掉刚性体，建立刚柔耦合虚拟模型，最后利用此刚柔耦合虚拟模型仿真分析，得出了曲柄滑块实验台的运动仿真参数，同时进行了相应物理样机的实验，将... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

曲柄滑块刚体模型

力、力矩、约束和运动副等初始条件就可以进行静力学、动力学和运动学仿真。这种方法对于一般的系统模型转换也是适用的，而且容易转换成功，失真度少，可视化效果好，会大大减少模型传递过程中的失真度。图3石为曲柄滑块虚拟样机的刚体模型。3.4.2柔性体的建立及导入由于在整个系统中，摆杆是运动中变形最大，也是加速度计测量的部件。按照引言中的理论，将系统的摆杆和曲柄作为柔性体。通过在ANSYS中的各种设置以后，由ANSYS生成模态中性文件，并直接导入ADAMS样机模型中，用以替换原来的刚体摆杆和曲柄，并设置相应的运动副约束和运动驱动。在导入的过程中，除了设置样机模型的单元和材料属性以外，还要设置刚性点单元(MasS21)和刚性梁(Beajn4)单元

畚牡谌?禄?谛槟庋??际醯南低承槭祷旌夏Ｐ偷慕??滑块和摆杆之间也是通过一个转动副相连;滑块和固定在底座上的导轨通过一个移动副连接。建立好的刚柔祸合系统虚拟样机虚拟模型如图3一8所示，其中摆杆和曲柄为柔体，其余的均为刚体。图3一8刚柔祸合系统虚拟样机模型在计算随时间变换的质量矩阵时ADAMS采用了九个惯性时不变矩阵，对这个九个矩阵可以有四种设置，见图3一9:(1).刚体设置:在这种设置中，不采用第六个矩阵，即模态质量矩阵，整个柔型体相当于一个刚体;(2).无祸合设置:在这种设置中，不采用第立、三、四、六和第七个矩阵，这时不在对角线上的质量矩阵块就为零，也就是变形运动与刚体运动没有祸合;(3).部分祸合设置:在这种设置中

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]机械压力机运动学仿真分析和虚拟样机研究[D]. 宋晓华.浙江工业大学 2005



本文编号：3575326