機械設(shè)計制造及其自動化外文翻譯譯文--應(yīng)力為基礎(chǔ)的有限元方法應(yīng)用于靈活的曲柄滑塊機構(gòu)-預(yù)覽頁
【正文】 以得到這些方程 [1113]。 歐拉一伯努利梁的彎曲應(yīng)力與橫向位移的二階導(dǎo)數(shù)相關(guān)，也就是曲率， 可以近似的看做是形函數(shù) 和交點變量 ： 這里 [(i)N(c)]是連續(xù)載體的形函數(shù)； {(i)216。 當(dāng)然 ， 這種方法能 解決沒有強制制約因素的應(yīng)力集中問題。 并且通過能 有效預(yù)測橫向振動和彎曲應(yīng)力 的五次多項式 建 立 了一個翻轉(zhuǎn) 梁單元 。 這一高速運作機制采用 振動 ，聲輻射， 協(xié)同聯(lián)結(jié) ，和 撓度彈性鏈接 的準(zhǔn)確定位。 因此，另一種 被成為以應(yīng)力為基礎(chǔ) 采用假定應(yīng)力 的有限元方法得到了應(yīng)用和發(fā)展。該方法適用于解決靈活 滑塊曲柄機構(gòu) 問題， 制定的依據(jù)是歐拉 拉格朗日方程，而拉格朗日包括 與 動能，應(yīng)變能 有關(guān)的組件 ， 并 通過 彈性橫向 撓度構(gòu)成的 軸向負(fù)荷的鏈接 來工作 。 先選擇一個 近似彎曲應(yīng)力 的分布 ，然后 通過一體化確定近似橫位移 。這種方法 可能由內(nèi)部因素產(chǎn)生不連續(xù)應(yīng)力場， 同時由于采用了低階元素 ， 邊界條件與壓力不能得到滿足 。此外，還有各種書籍提供更加 詳細的方法 [6， 7]。 Cleghorn et al[810] 闡述了 橫向振動 上 的軸向荷載 對靈活 四桿機構(gòu) 的影響。 然后通過 整合假定應(yīng)力函數(shù) 得到 橫向位移 函數(shù)。結(jié)果可以證明偏差比較。 將方程（ 2）和（ 3）代入（ 1），可以得到有限元位移和回轉(zhuǎn)曲率，如下所示： 這里下標(biāo)（ C），（ R）和（ D）分別代表曲率，自轉(zhuǎn)和位移。再者， 它可能 由于 使用過多交點變量而 產(chǎn)生 剛度矩陣 。最后， 應(yīng)力由體系方程直接計算得到。 圖 1 靈活曲柄滑塊機構(gòu) A． 翻轉(zhuǎn)梁的元方程 考慮靈活的梁單元受到 剛體 翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)運動。推導(dǎo)公式的元素也被很明確的列出來 [810]，并且做了簡要的介紹。 圖 2 旋轉(zhuǎn)梁 如果我們把 當(dāng)作組件材料的單位體積； A 是組件的橫截面積， L 是組件的長度，組件的動能可以表示如下： 均勻剛性組件的軸向彎曲應(yīng)變能量與楊氏模量 E 有關(guān)， 得到二階矩陣 I，如下所示： 由縱向拉伸負(fù)荷 工作，（ i） P,組件的橫向撓度表示如下： 運功機制的縱向負(fù)荷不是一成不變的，與位置和時間有關(guān)。當(dāng)建立 質(zhì)量 耦合 矩陣 時 ， 應(yīng)主要考慮滑塊機構(gòu)。如圖 1 所示的 A 點和 B點，我們假定它們是很小的點。 礎(chǔ)上的數(shù)值模擬 曲柄的轉(zhuǎn)速是 150rad/s (1432rpm),該靈活曲柄滑塊機構(gòu)的各項數(shù)值表示如下： R2=(m)， R3=(m), =(kg/m), EI=(Nm2), mB=(kg)。本文中α和β的值取決于自然頻率。 t1 和 t2 指的是時間積分的間隔，通常指的是穩(wěn)態(tài)條件下的以個周期。耦合器是唯一的 一個靈活的連桿。同時，也評估了第一自然頻率。 表 2 兩種有限元方法的第一自然頻率 誤差 元件數(shù)目 第一自然頻率 以位移為基礎(chǔ)的有限元方法 以應(yīng)力為基礎(chǔ)的有限元方法 1 (DOF=2) 2 (DOF=4) (DOF=1) 3 (DOF=6) (DOF=2) 4 (DOF=8) (DOF=3) 5 (DOF=10) (DOF=4) DOF：自由度數(shù)目 表 3 兩種有限元方法的總能量誤差 元件數(shù)目 第一自然頻率 以位移為基礎(chǔ)的有限元方法 以應(yīng)力為基礎(chǔ)的有限元方法 1 (DOF=2) 2 (DOF=4) (DOF=1) 3 (DOF=6) (DOF=2) 4 (DOF=8) (DOF=3) 5 (DOF=10) (DOF=4) DOF：自由度數(shù)目 圖 3 顯示了總能量的時間響應(yīng)，耦合器的量綱中點撓度，耦合器在穩(wěn)態(tài)條件下的中點應(yīng)變。但是，當(dāng)自由度的數(shù)目相同時，以應(yīng)力為基礎(chǔ)的有限元方法的誤差比以位移為基礎(chǔ)的有限元方法的誤差小很多。 該方法尤其適用于解決動態(tài)彈塑性問題。本文中，我們提出了在高速運作下解決靈活曲柄滑塊 機構(gòu)
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1