考虑杆件柔性的间隙机构系统磨损分析

基于机械系统动力学分析软件ADAMS建立了含多间隙曲柄滑块机构的动力学模型,利用冲击函数理论模拟间隙处的接触碰撞作用,详细研究了构件柔性和铰链间隙对机构系统动力学特性的影响,并应用Archard磨损模型对间隙运动副的磨损进行了预测。当考虑杆件柔性时,应用ANSYS程序创建连杆的有限元模型,取连杆的前五阶模态导入ADAMS中建立含柔性连杆的多间隙机构动力学模型并进行动力学仿真计算,结果发现,考虑杆件柔性时的间隙机构系统动态行为在很大程度上趋于理想机构,在曲柄转动一个周期的过程中间隙运动副除在几个特定的位置处发生了较大的碰撞外,轴销与轴套均保持连续接触,且预测所得的磨损量也较小。     

循环阵列组合可展结构单元机构的刚柔耦合动力学特性研究

以某卫星天线的可展单元机构为对象,采用非线性弹簧与阻尼模拟铰链间隙处的接触碰撞力学关系,并采用2阶插值基函数的线性组合描述杆的弯曲弹性变形,建立了单元机构的刚柔耦合动力学模型,研究运动副间隙及构件柔性对卫星天线可展单元机构的动力学特性的影响.分析结果表明,运动副处的间隙和构件的柔性都会导致碰撞力产生明显的局部波动,且刚柔耦合模型比刚性模型碰撞力的波动幅值增大了数倍.研究工作对可展机构的动态优化设计奠定了基础.     

考虑磨损含间隙曲柄滑块机构的动态特性研究

为得到准确的含间隙铰接机构的接触碰撞模型,在ADAMS中建立含间隙的曲柄滑块机构,以含间隙曲柄滑块机构运动副为对象分析其在考虑磨损情况下的动态特性。以接触一碰撞模型为基础,采用非线性等效弹簧阻尼模型,将用MATLAB处理过的数据和磨损函数嵌入到ADAMS模型中进行动力学仿真,并将得到的动态特性曲线进行分析。结果表明：磨损对间隙运动副的速度、加速度、接触碰撞力和力矩有很大的影响,同时,此种建模方法对建立准确的含间隙机构的模型有很大的参考意义。     

基于动力学特性的曲柄滑块机构滑道磨损研究

采用二状态模型,考虑了运动副元素接触表面的线弹性变形和阻尼,建立了存在磨损的隔膜泵曲柄滑块机构的动力学模型,并调用Matlab中的ode45对动力学模型进行数值仿真,得出移动副磨损对机构动态特性的影响,指出由于存在磨损,运动副元件会产生猛烈的冲击和碰撞。     

含间隙曲柄滑块机构运动副动态磨损研究

含间隙曲柄滑块机构中运动副的润滑情况不同于滑动轴承,其相对速度不足以形成动压润滑而处于边界润滑状态下.为了分析此状态下的动态磨损问题,考虑到含间隙运动副边界润滑时轴套的切向弹性变形和切向阻尼,结合考虑间隙运动副碰撞接触的非线性弹簧阻尼模型,提出边界润滑条件下的间隙副接触力模型,进而在此基础上推导出间隙副的动态磨损模型,并对含间隙曲柄滑块机构的运动副动态磨损进行数值分析.计算结果表明副元素间呈现出连续弹性变形现象,在连续变形接触处,动态磨损量较大使磨损加剧,并出现非均匀磨损.     

旋转副间隙对插齿机主机构动态性能的影响研究

为了研究旋转副间隙对插齿机主机构动态性能的影响,建立了含摩擦的间隙非线性接触碰撞力的模型及含间隙旋转副的插齿机主机构虚拟样机,采用机械动力学分析技术,研究了碰撞模型参数、间隙数值和间隙数量对机构动态性能的影响.结果表明,当间隙较小时,随着间隙值的增加,滑块速度误差的均方根会趋于稳定;存在一个合适的间隙范围,使得多处间隙...     

考虑双间隙曲柄滑块机构动力学建模与分析

以曲柄滑块机构为例,考虑机构两处旋转副间隙,引入平面多体系统中转动副间隙描述的数学模型,采用修正混合非线性弹簧阻尼接触碰撞力模型分析运动副元素的碰撞特性,采用牛顿-欧拉法建立了曲柄滑块机构的运动学和动力学模型,使用数值仿真和ADAMS仿真分析对比其仿真结果,验证所建立模型的正确性,得出运动副间隙对机构动力学特性的影响特点。     

含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆传动系统动态误差与运动副磨损周期行为分析

传统旋转间隙关节接触模型假定销轴和衬套接触面形状是规则的并忽略了磨损效应的影响,降低了机构动力学模型预测精度。提出了一种含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆机构多体动力学建模、磨损预测和动态误差分析方法。为准确描述运动副元素间碰撞行为,考虑滑动轴承间隙关节的磨损效应,提出了一种非规则粗糙间隙表面铰链关节的改进接触模型。在此基础上,考虑柔性杆的影响,基于绝对节点坐标法建立了含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆传动系统多体动力学模型。与基于传统光滑间隙模型的结果相比,基于非规则粗糙间隙改进模型的多连杆机构动态响应更接近于试验值,验证了所提出计算方法的有效性。仿真结果表明,选用CuSn10P和CuPb30作为铰链衬套材料能够有效降低多连杆机构滑块动态响应偏差和提高机构的运动精度;表面粗糙度过高会导致运动副磨损加剧,过低则会降低间隙表面微凸体对碰撞能量的吸收。此外,磨损加剧了间隙表面轮廓不规则度,导致机构动态响应的不稳定性增大,运动精度降低。     

考虑运动副间隙的平面连杆机构动力学分析

为了准确分析运动副间隙对机构动力学特性的影响,在Gonthier接触力模型基础上引入非线性刚度系数,得到改进的Gonthier模型,可以更加精确地描述运动副内的弹性力。基于平面四连杆机构并应用牛顿–欧拉方程,建立了含二状态间隙系统动力学方程;利用Adams软件仿真验证了间隙模型的正确性;分析不同间隙、转速、摩擦因数对机构摇杆加速度的影响,并研究了运动副内轴的接触、自由两种状态。结果表明,在一定条件下,轴在运动副内具有碰撞、接触、自由3种状态;系统稳定后,轴在运动副内始终处于接触状态,说明轴在运动副内的运动并不是随机碰撞;机构主要通过接触点变形产生的接触力而不是轴与轴承的碰撞力来传递动力。计算结果可以很好地预测间隙发生位置,对抑制间隙导致的机构振动、磨损等具有重要的理论价值。     

含间隙运动副的汽车转向机构碰撞接触分析

借助多体动力学分析软件ADAMS建立了含有转向机构间隙影响的某矿用汽车仿真模型,分析研究了含运动副间隙的转向机构在转向过程中的碰撞接触特性,即横拉杆与转向梯形臂之间的运动副间隙及转向梯形臂和悬架之间的运动副间隙的碰撞接触特性.前者的运动副间隙采用空间圆柱铰模型,后者的运动副间隙采用平面圆柱铰模型.此外,还分析了运动副摩擦力对碰撞接触力的影响.研究结果为汽车转向机构动力学特性分析提供了参考.     

Reducing undesirable vibrations of planar linkage mechanism with joint clearance

An optimization design method is presented to reduce the undesirable vibrations caused by clearance for planar linkage mechanism. A clearance joint is defined and considered a contact/impact force constraint. Contact and impact force models for the clearance joint are established using a normal contact force model based on Hertz model with energy loss and a tangential friction model based on modified Coulomb model with dynamic friction coefficient, respectively. In view of the clearance joint, dynamic equations and optimization method for a planar four-bar mechanism are then presented as an application example. The optimization aims to minimize the maximum absolute acceleration peaks of the mechanism by determining the link lengths of the planar linkage mechanism. Finally, the optimization design is solved by a generalized reduced gradient algorithm. Results show evident decrease in vibration peaks of the mechanism and obvious reduction in the contact forces in the clearance joint, which contribute to a good performance of planar linkage mechanism systems.     

含间隙的凸轮分度机构动力学分析

对含间隙的凸轮分度机构动力学模型进行了深入研究 ,建立了计及间隙与阻尼等多种影响因素的凸轮分度机构非线性动力学方程 ,并采用 GEAR方法进行了求解计算 ,经与实验测试结果分析比较 ,验证了本文建立的动力学模型是正确的     

Modeling and simulation of joint clearance effects on mechanisms having rigid and flexible links

In this study, kinematic and dynamic characteristics of a planar four-bar mechanism having joint clearance and link flexibility are investigated. Assuming that joint clearance as a virtual massless link, artificial clearances are developed at crank-coupler and coupler-follower joints. Contact model in joints with clearance is established using the nonlinear spring-damper model and the friction effect is considered using the Coulomb friction model. Then the simulation is implemented and the kinematic and dynamic characteristics of model mechanism are investigated. The computational methodology can predict the effects of clearance on planar mechanism having rigid and flexible links. The results are evaluated for the case of stationary phase, and naturally show that extreme values occur in output of the mechanism with clearances. Due primarily to the suspension effect of the flexible link, values of these peaks in the flexible mechanism decrease relative to that of the rigid mechanism. In addition, the flexibility has a significant effect on the vibration response of the mechanism with joint clearance.     

含间隙高速压力机机构的动态误差传递规律研究

采用无质量杆模型代替间隙,建立了高速压力机机构的连续接触模型;结合动力学普遍方程求得机构的动力学运动微分方程,给出了运动输出参数表达式,建立了机构动态误差模型;通过计算机动态仿真,分析了间隙大小对机构动态误差的影响.为合理确定间隙误差和客观地评价机构运动精度提供了一种分析方法,具有一定的工程实用价值.     

含多间隙转动铰机构虚拟样机建模与动力学仿真研究

利用实体接触关系建立含间隙转动铰模型,采用非线性弹簧阻尼器接触力和基于速度的摩擦力计算转动铰元素之间的作用力,通过一含多间隙转动铰曲柄摇杆机构的虚拟样机仿真算例,分析转动铰元素之间的相对运动以及间隙对摇杆运动性能的影响,为提高机构性能提供依据.     

用连续接触模型进行含间隙转动副的空间机构动力学分析

本文建立了间隙Ｒ副的连续接触模型，并对含间隙Ｒ副的空间机构进行了动力学研究。采用希林（ｓｃｈｉｅｎｌｅｎ）方法建立了机构的动力学方程，通过数值解研究了运动副元素的分离特性和Ｒ副的运动特性。数值计算结果表明：Ｒ副元素的分离时间很短，这说明在研究含间隙Ｒ副机构的动力学问题时，采用连续接触模型是可行的。     

Dynamic behaviour analysis of planar mechanical systems with clearance in revolute joints using a new hybrid contact force model

In this study, the dynamic behaviour of planar mechanical systems including revolute joints with clearance is investigated using a computational methodology. The contact model in revolute joint clearance is established using a new nonlinear continuous contact force model, which is a hybrid contact force model, and the friction effect is considered using modified Coulomb friction model. And then, the dynamic characteristics of planar mechanical system with revolute joint clearance are analysed based on the new contact model. Numerical results for two simple planar mechanisms with revolute clearance joints are presented and discussed. The correctness and validity of the new contact force model of revolute joint clearance is verified through the demonstrative application examples. Clearance size and friction effect are analysed separately. The numerical simulation results show that the proposed contact force model is a new method to predict the dynamic behaviour of planar mechanical system with clearance in revolute joints.     

装载机用高压叶片泵失效机理研究

为延长装载机用叶片泵使用寿命,运用热切油膜理论研究叶片泵转子与定子摩擦副失效机理,提出叶片泵轴向间隙参数化设计方法。针对装载机用高压叶片泵浮动侧板磨损严重问题,以某型号装载机液压系统中高压叶片泵为研究对象,建立定子与转子间摩擦副数学模型,计算油膜温升改进叶片泵轴向间隙,完善叶片泵结构设计。试验数据表明,改进叶片泵轴向间隙后,该型号装载机叶片泵使用寿命满足设计要求。该研究为高压叶片泵摩擦副失效机理研究提供了理论依据。     

含多间隙副特高压断路器传动机构动力学特性研究

为研究间隙对特高压断路器传动机构动力学特性的影响,利用非线性弹簧-阻尼模型模拟了接触碰撞中的法向力,利用修正的库仑摩擦力模型模拟了接触碰撞中的切向力,建立了该机构含多间隙副的多体动力学模型。运用多体系统动力学软件ADAMS,在特定工况下对传动机构的合闸过程进行了动力学仿真分析。仿真结果表明,运动副间隙对传动机构位移影响较小,但对速度和加速度影响较大,且随着间隙增大,这种影响越显著,机构的运动稳定性越差。     

考虑关节间隙的五杆机构动力学建模

利用含间隙关节元素之间的几何关系建立了该机构的间隙模型,写出了该机构的位置方程并对其进行了运动学分析,采用连续接触碰撞力模型描述了该机构间隙副的法向接触力,并以修正的Coulomb摩擦力模型建立了该机构的间隙副的切向接触力,利用第二类拉格朗日方程建立了该机构含间隙副的完整动力学模型,并结合ADAMS动力学仿真软件分析了运动副间隙对该机构动态特性的影响。为该机构的间隙补偿与控制策略提供了理论依据。