機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)第二章-資料下載頁
2025-04-29 12:03本頁面
【正文】 ，對各樹枝構(gòu)件加適當(dāng)配重。 連枝構(gòu)件 三、用機(jī)構(gòu)配置實(shí)現(xiàn)擺動力的完全平衡 缺點(diǎn)：導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用上有局限性。 四、關(guān)于 擺動力和擺動力矩完全平衡 的研究 由于設(shè)置了擺動力平衡質(zhì)量，可能會使擺動力矩的情況變得更壞。 有些文獻(xiàn)給出了特殊機(jī)構(gòu)的擺動力、擺動力矩完全平衡的實(shí)例；有些文獻(xiàn)給出了完全平衡的一般理論。 擺動力矩完全平衡的條件 是：機(jī)構(gòu)的動量矩保持為常量 文獻(xiàn) ，在不破壞擺動力完全平衡的情況下，對一個四桿機(jī)構(gòu)的擺動力矩實(shí)現(xiàn)了完全平衡。并得出了 重要結(jié)論 ：一般不能通過在機(jī)構(gòu)內(nèi)部加配重的方法使擺動力矩得到完全平衡，但可用附加轉(zhuǎn)動慣量的方法實(shí)現(xiàn)完全平衡。 圖示四桿機(jī)構(gòu)中 擺動力平衡后，剩余一個與搖桿加速度成正比的擺動力矩未能平衡，可在搖桿上 加慣性輪，或加一對齒輪 。 五、完全平衡的 局限性 （實(shí)現(xiàn)擺動力完全平衡的條件） ：機(jī)構(gòu)內(nèi)任何一個構(gòu)件都有通到固定件的途徑，在此途徑上只含有轉(zhuǎn)動副、而沒有移動副。否則不能實(shí)現(xiàn)擺動力完全平衡。 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜化 （需加 n/2個配重）； 機(jī)械重量 大為增加； 圖中 10kg→(10+40)kg 理論上的完全平衡研究是需要的，也有一定進(jìn)展，工程實(shí)際中尚鮮有應(yīng)用。 第五節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化綜合平衡 一、優(yōu)化綜合平衡問題的提出 機(jī)構(gòu)平衡問題的研究內(nèi)容 機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的平衡 機(jī)構(gòu)輸入力矩的平衡 運(yùn)動副中動壓力的平衡 擺動力的平衡 擺動力矩的平衡 以上四種平衡時 不是獨(dú)立的，而是相互聯(lián)系的 。 單目標(biāo)動力平衡的結(jié)果表明，通過平衡來改善某一動力特性，常常以其他動力特性的惡化為代價。 綜合平衡 ：就是要兼顧多項(xiàng)動力學(xué)指標(biāo)的平衡。 優(yōu)化平衡 ：就是采用優(yōu)化方法獲得一個相對最佳解。 優(yōu)化綜合平衡 是平衡問題研究的 新趨向 ，在工程實(shí)踐中有重要意義。 機(jī)構(gòu)平衡問題研究 歷程 ：簡單機(jī)構(gòu)擺動力的部分平衡 → 擺動力的完全平衡 → 擺動力與擺動力矩的完全平衡 → 優(yōu)化綜合平衡。 二、優(yōu)化綜合平衡的數(shù)學(xué)模型 平衡問題可表述為一個 多目標(biāo)的非線性規(guī)劃問題 。 舉例：同時考慮擺動力、擺動力矩和輸入轉(zhuǎn)矩的平衡問題時，目標(biāo)函數(shù)構(gòu)造如下： )()()()()( xfwxfwxfwxfwxf 44332211 ????)(xf 為總目標(biāo)函數(shù) 。 )(),(),(),( xfxfxfxf 4321 為分 目標(biāo)函數(shù) 4321 w , 為各分目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重系數(shù) 各分目標(biāo)函數(shù)可構(gòu)造如下： m i nm a xm i nm a xm i nm a xm i nm a x)()()()()()()()()()()()(TTxfFFxfFFxfFFxfmmyyxx????????4321實(shí)際建立上述數(shù)學(xué)模型的困難在于確定 權(quán)重系數(shù) 。 在工程中，真正關(guān)心的或許不是擺動力、擺動力矩、輸入轉(zhuǎn)矩。而關(guān)心的是 其他一些動力學(xué)指標(biāo) ：整個結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，結(jié)構(gòu)上某一點(diǎn)的振動響應(yīng)。此時就必須對系統(tǒng)進(jìn)行振動響應(yīng)分析。 實(shí)例分析： 其振動微分方程為： )()()()()()()(tFlklkylklkJtFlklkykkymtFxkxmmMyx???????????????22221111221122213??????求解振動方程組，可得振動響應(yīng)，進(jìn)而求出振動幅度。 m i nm axm i nm axm i nm ax , ??? ?????? ByyBxxB yx構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)為： ?? BwBwBwf yyxx ???)( x式中 x為設(shè)計(jì)變量列陣，權(quán)重系數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)者的期望選取。 傳統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)與新構(gòu)成的目標(biāo)函數(shù)存在本質(zhì)區(qū)別。新的目標(biāo)函數(shù)解決了權(quán)重系數(shù)難以確定這一困難。 機(jī)構(gòu)平衡是一個傳統(tǒng)課題，但在解決現(xiàn)有機(jī)械的動力學(xué)問題，設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)方面仍有很大用途。 結(jié) 束
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