機械系統(tǒng)動力學第二章-資料下載頁
2025-04-29 12:03本頁面
【正文】 ，對各樹枝構件加適當配重。 連枝構件 三、用機構配置實現(xiàn)擺動力的完全平衡 缺點：導致結構復雜，應用上有局限性。 四、關于 擺動力和擺動力矩完全平衡 的研究 由于設置了擺動力平衡質(zhì)量，可能會使擺動力矩的情況變得更壞。 有些文獻給出了特殊機構的擺動力、擺動力矩完全平衡的實例；有些文獻給出了完全平衡的一般理論。 擺動力矩完全平衡的條件 是：機構的動量矩保持為常量 文獻 ，在不破壞擺動力完全平衡的情況下，對一個四桿機構的擺動力矩實現(xiàn)了完全平衡。并得出了 重要結論 ：一般不能通過在機構內(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)動慣量的方法實現(xiàn)完全平衡。 圖示四桿機構中 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 （實現(xiàn)擺動力完全平衡的條件） ：機構內(nèi)任何一個構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。否則不能實現(xiàn)擺動力完全平衡。 導致結構復雜化 （需加 n/2個配重）； 機械重量 大為增加； 圖中 10kg→(10+40)kg 理論上的完全平衡研究是需要的，也有一定進展，工程實際中尚鮮有應用。 第五節(jié) 平面連桿機構的優(yōu)化綜合平衡 一、優(yōu)化綜合平衡問題的提出 機構平衡問題的研究內(nèi)容 機構在機座上的平衡 機構輸入力矩的平衡 運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 不是獨立的，而是相互聯(lián)系的 。 單目標動力平衡的結果表明，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 ：就是要兼顧多項動力學指標的平衡。 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 ，在工程實踐中有重要意義。 機構平衡問題研究 歷程 ：簡單機構擺動力的部分平衡 → 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)學模型 平衡問題可表述為一個 多目標的非線性規(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，目標函數(shù)構造如下： )()()()()( xfwxfwxfwxfwxf 44332211 ????)(xf 為總目標函數(shù) 。 )(),(),(),( xfxfxfxf 4321 為分 目標函數(shù) 4321 w , 為各分目標函數(shù)的權重系數(shù) 各分目標函數(shù)可構造如下： m i nm a xm i nm a xm i nm a xm i nm a x)()()()()()()()()()()()(TTxfFFxfFFxfFFxfmmyyxx????????4321實際建立上述數(shù)學模型的困難在于確定 權重系數(shù) 。 在工程中，真正關心的或許不是擺動力、擺動力矩、輸入轉(zhuǎn)矩。而關心的是 其他一些動力學指標 ：整個結構的振動響應，結構上某一點的振動響應。此時就必須對系統(tǒng)進行振動響應分析。 實例分析： 其振動微分方程為： )()()()()()()(tFlklkylklkJtFlklkykkymtFxkxmmMyx???????????????22221111221122213??????求解振動方程組，可得振動響應，進而求出振動幅度。 m i nm axm i nm axm i nm ax , ??? ?????? ByyBxxB yx構造目標函數(shù)為： ?? BwBwBwf yyxx ???)( x式中 x為設計變量列陣，權重系數(shù)可根據(jù)設計者的期望選取。 傳統(tǒng)目標函數(shù)與新構成的目標函數(shù)存在本質(zhì)區(qū)別。新的目標函數(shù)解決了權重系數(shù)難以確定這一困難。 機構平衡是一個傳統(tǒng)課題，但在解決現(xiàn)有機械的動力學問題，設計新的機構方面仍有很大用途。 結 束
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