機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-考慮溫度效應(yīng)的柔性和柔順機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)研究-在線瀏覽
2024-08-02 06:35本頁(yè)面
【正文】 第四章 研究 了一種外廓線為角圓形的雙軸矩形截面柔性鉸鏈，該柔性鉸鏈可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙軸柔性鉸鏈應(yīng)用于空間多自由度柔順機(jī)構(gòu)。本試驗(yàn)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)包括靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。 第二章 考慮溫度效應(yīng)的柔性機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)研究 3 第二章 考 慮溫度效應(yīng)的 柔性 機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)研究 引言 隨著 機(jī)械產(chǎn)品向著高速化、精密化的方向發(fā)展，柔性機(jī)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用。 應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系 自由單元的熱應(yīng)變可以表示成為 [108] TTα , , ,ij ij T i j x y z?? ? ?ε (21) 式中 Tα 是材料的熱膨脹系數(shù)， T? 是溫度的變化量。 e?0RPdXYZ ?exeyezP?Oeo?xyz 圖 21 單元與坐標(biāo)系 算例 圖 22 為 文獻(xiàn) [10]中的四桿機(jī)構(gòu)有限元分析模型。 為了研究溫度變化對(duì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，需要知道溫度隨時(shí)間變化的曲線。 廣州番 禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 1234567891 01 1ABCD2U3U4 6U7U8 9 10U11U12 14U15U16 18U19U20 22U23U 2524 26U2728U30U3132U 34U3536U38U曲 柄連 桿搖 桿1U 51317 21 293337390 5 10 15 20 25 3020212223242526272829時(shí)間 /s溫度/?C 圖 22 四桿機(jī)構(gòu) 圖 23 溫度變化曲線 表 21 和表 22 分別為不同溫度變化范圍內(nèi)五種不同曲柄轉(zhuǎn)速下連桿中點(diǎn)和搖桿 中點(diǎn)的絕對(duì)最大應(yīng)力值。 結(jié)論 本 章 用 虛功原理 推導(dǎo)了考慮溫度效應(yīng)的柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程，并用 RungeKutta 法和閉式算法研究了柔性機(jī)構(gòu)的應(yīng)力隨溫度動(dòng)態(tài)變化的情況。在相同的溫度變化范圍內(nèi)，曲柄轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)力值越大。在相同的溫度變化范圍內(nèi)，曲柄轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)力值越大。 溫度升高或降低得越大，連桿中點(diǎn)和搖桿中點(diǎn)的絕對(duì)最大應(yīng)力值越明顯。 (3)溫度變化越快，則應(yīng)力變化也越急速。在相同的溫度變化范圍內(nèi)，曲柄轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)力值越大。在本構(gòu)關(guān)系中計(jì)入了熱應(yīng)變， 用虛功原理和有限元法推導(dǎo)了考慮溫度效應(yīng)的機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)方程。 廣州番 禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 第 三章 考慮溫度效應(yīng)的 柔順 機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)研究 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ， 在 精密 定位 領(lǐng)域往往需要十分精確的定位和非常精細(xì)的運(yùn)動(dòng)，因此需要高性能的超精密定位平臺(tái)作為其技術(shù)支持 。鉸鏈的厚度、橫截面積和慣性矩都是橫坐標(biāo) x 的函數(shù)，其表達(dá)式分別為 22222 2 33( ) 2 2 ( )( ) ( ) ( 2 ) 2 ( )[ 2 2 ( ) ]()()12 12t x R t R x RA x bt x b R t b R x Rb R t R x Rbt xIx? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ??? (31) 其中 [0, ]xL? ， 2LR? 為柔性鉸鏈單元的長(zhǎng)度。 第三章 考慮溫度效應(yīng)的柔順機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)研究 7 表 31 本方法與其它數(shù)值積分的比較 kf 本方法 復(fù)化梯形 公式 復(fù)化 Simpson 公式 三節(jié)點(diǎn) Gauss Legendre 公式 四節(jié)點(diǎn) Gauss Chebyshev 公式 五節(jié)點(diǎn) Gauss Chebyshev 公式 Romberg 積分 0f πR2/2 1f πR3/2 2f 5πR4/8 3f 7πR5/8 算例 圖 32 為三個(gè)不同尺寸的直圓柔性鉸鏈，其相關(guān)的材料參數(shù)如表 32 所 示。 本章小結(jié) 偽剛體模型 和有限元方法 都 是對(duì)柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究的有效方法 。在柔順 機(jī)構(gòu) 中，由于柔性鉸鏈 的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用有限元法建立理論分析模型， 與 偽剛體模型法相比，具有分析準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。推導(dǎo)直圓柔性鉸鏈 單元 剛度矩陣和 單元 質(zhì)量矩陣的過(guò)程 具有通用性，對(duì)采用其它柔性鉸鏈的柔順機(jī)構(gòu)的理論建模具有借鑒意義。 第四章 三節(jié)點(diǎn)雙軸柔性鉸鏈力學(xué)模型 9 第 四 章 三節(jié)點(diǎn) 雙軸 柔性鉸鏈 力學(xué)模型 引言 柔性鉸鏈一般分為單軸柔性鉸鏈、多軸柔性鉸鏈和雙軸柔性鉸鏈 。 三節(jié)點(diǎn) 雙軸 柔性鉸鏈的 單元 剛度矩陣 卡氏第二定理 可用來(lái)定義對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位移 三節(jié)點(diǎn) 雙軸 柔性鉸鏈的 單元 質(zhì)量矩陣 這里 先求解 45,fe femm，其它質(zhì)量矩 陣隨后列出 。 本章小結(jié) 本章 研究 了一種外廓線為角圓形的雙軸矩形截面柔性鉸鏈，該柔性鉸鏈可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙軸柔性鉸鏈應(yīng)用于空間多自由度柔順機(jī)構(gòu)。 針 對(duì)柔性鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)中心偏移所引起的誤差， 利用有限元 軟件 對(duì)柔性鉸鏈 回轉(zhuǎn)精度 的 閉式解析式 進(jìn)行了校驗(yàn) ， 從而驗(yàn)證了柔性鉸鏈 回轉(zhuǎn)精度的閉環(huán)解析式的正確性。 (2)當(dāng) 雙軸柔性 鉸鏈的最小厚度 t 和最小寬度 w 為定值時(shí)，柔性鉸鏈的 回轉(zhuǎn)精度 隨圓角半徑 R 或直梁長(zhǎng)度 l 的增加或減小而相應(yīng)地降低或提高，但受 l 的影響更顯著。 以上結(jié)論 為柔性鉸鏈的工程
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