分布参数系统的动态自锁及其周期性研究

发布时间：2023-11-18 12:26

　　与Painleve悖论直接相关的动态自锁及弹跳现象,常见于生活及工程应用中,一直是摩擦碰撞动力学研究的难点。例如当手指在平面上推动时,如果手指与平面之间的粗糙度足够就可以发现手指在滑动的过程中会产生连续弹跳现象;同样的当手拿着粉笔在黑板上推动的时候可能会产生一系列连续的点。Painleve悖论从一提出便吸引了众多学者的关注。Painleve悖论是数学求解刚体摩擦动力学方程时的多解或无解问题,它在现实中往往伴随着复杂的动力学过程如:切向冲击的产生、法向接触力显著增大以及激发瞬态波的传播等。但己有的研究均基于刚体模型。本文基于多体系统动力学的刚体摩擦碰撞理论和线性补偿法和非线性有限元理论对于双连杆系统的Painleve悖论及其周期性运动进行分析,具体的研究内容如下:(1)忽略杆的结构柔度,基于Leine弹簧振子理论模型,提出了新的刚性分布质量模型(即卷弹簧-刚性杆理论模型),并探讨了质量分布对于Painleve悖论的临界摩擦系数和悖论区域的影响。集中质量模型的Painleve悖论临界摩擦系数要小于分布质量模型的Painleve悖论临界摩擦系数;在相同参数情况下,集中质量模型的Painlev...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 带摩擦碰撞问题的研究历史
    1.3 Painlevé Paradox的研究进展
    1.4 本文的主要研究内容和创新点
2 Painle悖论的理论模型
    2.1 刚体摩擦碰撞理论和线性补偿法
    2.2 经典的Painlevé悖论实例
    2.3 质量的分布状态对于Painlevé悖论区的影响
        2.3.1 单弹簧阻尼器-单卷弹簧-双质点模型
        2.3.2 单弹簧阻尼器-单卷弹簧-单质点-单刚性杆模型
        2.3.3 双卷弹簧-双质点模型
        2.3.4 双卷弹簧-双刚性杆模型
    2.4 双弹簧阻尼器-双质点模型
    2.5 本章小结
3 双连杆瞬态接触分析的有限元联合建模方法
    3.1 接触碰撞的有限元理论简述
        3.1.1 接触界面与非嵌入条件
        3.1.2 接触碰撞算法的有限元实现
    3.2 模型的建立与简化
    3.3 网格划分
    3.4 收敛性研究
4 双连杆系统的含摩擦斜碰撞问题研究
    4.1 双连杆系统的斜碰撞模型
    4.2 平板移动速度对于斜碰撞的影响
    4.3 摩擦系数对于斜碰撞的影响
    4.4 理论验证
    4.5 本章小节
5 双连杆机构的动态自锁及其周期性研究
    5.1 实验验证
    5.2 参数变量对双连杆系统运动状态的影响
        5.2.1 摩擦系数对双连杆系统运动状态的影响
        5.2.2 卷弹簧劲度系数对双连杆系统运动状态的影响
        5.2.3 双连杆构型对双连杆系统的运动状态的影响
        5.2.4 移动平板速度对双连杆系统运动状态的影响
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3865284