一般平面机构的碰撞分析

论文摘要

本文对一般平面机构运动副的冲量关系、一般平面机构碰撞系统动定性、碰撞分析方法进行了探讨研究，并结合曲柄摇杆机构受小球碰撞这一实例，进行分析求解，最后采用ADAMS进行动力学仿真分析验证。针对目前平面机构碰撞分析方法（如高斯最小约束原理法、基于罚函数连续接触力法）中存在的一些问题，提出采用基于动量定理和恢复因数法来对一般平面机构进行碰撞分析。首先，分析了碰撞情况下对平面机构运动副（高副、转动副、移动副）冲量关系，分析了碰撞情况下平面构件可列独立的动力学方程个数，分析得出了一般平面机构碰撞系统的动定定理。其次，分别在考虑摩擦和不计摩擦的情况下，一般平面机构碰撞受到来自机构内外的偏心斜碰撞时，分析了此碰撞模型是符合动定定理的。最后，分析总结了一般平面机构碰撞分析方法及一般动力学方程组。在总结一般平面机构碰撞分析方法的基础上，在考虑摩擦和不计摩擦两种情况下，对曲柄摇杆机构受小球碰撞这一实例进行了分析求解。利用ADAMS软件对该碰撞模型进行了动力学仿真分析，验证了一般平面机构碰撞分析方法的普遍适用性及求解准确性。

论文目录

• 中文摘要
• abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 科学意义与应用前景
• 1.3 国内外研究动态
• 1.3.1 早期对碰撞问题的研究
• 1.3.2 近现代对碰撞问题的研究
• 1.4 平面机构碰撞分析中存在的问题
• 1.5 本课题主要研究内容
• 1.6 论文结构
• 第二章 平面机构碰撞分析理论
• 2.1 碰撞的分类与基本原理
• 2.1.1 碰撞的分类
• 2.1.2 对碰撞问题的两点简化
• 2.1.3 碰撞分析基本定理
• 2.2 平面运动副的冲量关系分析
• 2.2.1 高副冲量关系分析
• 2.2.2 转动副冲量关系分析
• 2.2.3 移动副冲量关系分析
• 2.3 平面构件碰撞分析基本方程
• 2.4 一般平面机构碰撞动定定理
• 2.5 本章小结
• 第三章 平面机构碰撞分析方法
• 3.1 不计摩擦一般平面机构碰撞分析方法
• 3.1.1 不计摩擦一般平面机构碰撞动定性分析
• 3.1.2 不计摩擦一般平面机构碰撞分析的动力学方程组
• 3.2 考虑摩擦的一般平面机构碰撞分析
• 3.2.1 考虑摩擦一般平面机构碰撞动定性分析
• 3.2.2 考虑摩擦的一般平面机构碰撞分析的动力学方程组
• 3.3 本章小结
• 第四章 平面机构碰撞实例分析
• 4.1 不计摩擦平面机构碰撞分析及计算
• 4.1.1 不计摩擦曲柄摇杆机构的碰撞分析
• 4.1.2 不计摩擦曲柄摇杆机构碰撞分析动力学方程求解
• 4.2 考虑摩擦的平面机构碰撞分析及计算
• 4.2.1 考虑摩擦曲柄摇杆机构的碰撞分析
• 4.2.2 考虑摩擦曲柄摇杆机构碰撞分析动力学方程求解
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于 ADAMS 平面机构的碰撞仿真
• 5.1 虚拟样机技术介绍
• 5.2 ADAMS 软件简介
• 5.3 ADAMS 的分析和计算方法
• 5.4 ADAMS 计算分析过程综述
• 5.5 ADAMS 中平面机构碰撞分析介绍
• 5.5.1 接触碰撞力的定义
• 5.5.2 ADAMS 中碰撞仿真参数设置分析
• 5.5.2.1 刚度系数、碰撞指数、阻尼系数与切入深度的设置
• 5.5.2.2 仿真前积分器、积分格式与积分误差的设置
• 5.6 不计摩擦曲柄摇杆机构碰撞动力学仿真
• 5.6.1 碰撞模型与参数设置
• 5.6.2 不计摩擦碰撞仿真结果分析
• 5.7 考虑摩擦曲柄摇杆机构碰撞动力学仿真
• 5.7.1 碰撞模型与参数设置
• 5.7.2 考虑摩擦碰撞仿真结果分析
• 5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历