变胞机构构态转换时的冲击和振动研究

论文摘要

变胞机构作为一种新型机构已经在生活和生产中得到了较为广泛的应用。对变胞机构的研究也受到了越来越多的关注,变胞机构的构态变换是变胞机构应用中的一个重要环节。但是,目前针对变胞机构构态转换瞬态的运动和动力学研究还比较少。本文重点研究变胞机构构态转换时刻的冲击和振动问题。本学位论文主要工作和结论如下：对变胞机构常用的构态变换方式进行了研究。从变胞机构的构态变换方式的分析中可以看出：变胞机构构态变换普遍存在冲击和振动。利用矢量封闭的方法,对采用固定滑块的方式实现变胞的平面五杆机构的运动学进行了研究。研究发现,机构输出运动的加速度有突变,说明机构受到了冲击。研究表明冲击的大小与滑块固定前的位置和速度有密切的关系。采用瞬时碰撞理论和方法,利用拉格朗日方法,对有碰撞的构态变换的变胞机构进行了动力学分析的建模和仿真。研究表明：由于碰撞的影响,机构中始终存在着振动,机构中所受到的外力、恢复系数以及机构的运动学和动力学参数对机构的动力学性能均有不同程度的影响。本文探索了利用MATLAB中的SimMechanics对有碰撞构态变换的变胞机构进行动力学仿真的方法。提出了实现变胞机构动力分析的基本框架、编制了相应的程序,并且给出了其应用的完整详细过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 变胞机构的应用研究
• 1.3 变胞机构的研究现状
• 1.4 目前变胞机构构态转换研究中存在的主要问题
• 1.5 本学位论文主要研究内容
• 第2章 变胞机构构态变换
• 2.1 引言
• 2.2 变胞机构构态转换及邻接矩阵分析
• 2.3 构态变换的常用方式及冲击振动现象的简单分析
• 2.4 结论
• 第3章 变胞机构构态变换的冲击现象及其分析
• 3.1 引言
• 3.2 机构的运动的分析
• 3.2.1 机构的位置分析
• 3.2.2 机构的速度分析
• 3.2.3 机构的加速度分析
• 3.3 构态变化时机构的冲击运动性能分析
• 3.4 结论
• 第4章 有碰撞的构态变换的振动现象及其分析
• 4.1 引言
• 4.2 碰撞振动分析的研究方法简介
• 4.2.1 瞬时冲击模型
• 4.2.2 赫兹碰撞模型
• 4.2.3 变胞机构碰撞振动研究方法的选择
• 4.3 有碰撞的构态变换动力学分析方程的建立
• 4.3.1 应用拉格朗日方法建立机构的动力学分析方程
• 4.3.2 机构的运动学参数的广义坐标表示
• 4.3.3 机构动能计算
• 4.3.4 机构碰撞动力学方程
• 4.4 基于MATLAB的变胞机构碰撞振动仿真
• 4.5 不同参数对构态变换动力学性能的影响
• 4.6 结论
• 第5章 基于SimMechanics的变胞机构动力学仿真
• 5.1 引言
• 5.2 SimMechanics简介
• 5.3 有碰撞构态变换的变胞机构SimMechanics系统建模
• 5.4 仿真结果及分析
• 5.5 结论
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果