彈性四連桿機構(gòu)動力學(xué)分析及主動控制研究.pdf

1、隨著機器日益向高速、高精度、輕型、重載及自動化方向發(fā)展，輕質(zhì)機構(gòu)所固有的彈性及其在高速運轉(zhuǎn)時較高的激擾頻率，使得振動與噪聲問題越來越嚴重。如何有效地抑制彈性連桿機構(gòu)中的有害彈性振動是在通用機械、航空航天及軍事工業(yè)等領(lǐng)域設(shè)計良好產(chǎn)品必須解決的關(guān)鍵問題。本文以廣泛應(yīng)用于包裝機械的平面四連桿機構(gòu)為研究對象，建立了機構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)模型，并用多種數(shù)值方法對其動態(tài)響應(yīng)進行求解，通過實驗與仿真對比，驗證了模型的正確性；研究了彈性機構(gòu)的振動主動控制問題

2、及控制方法。
　　采用有限元法對彈性連桿機構(gòu)進行了動力學(xué)模型的建立，在建模過程中綜合考慮了機構(gòu)的剛彈耦合效應(yīng)以及它們對系統(tǒng)質(zhì)量和剛度等的影響。同時還考慮了與構(gòu)件的分布質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量相對應(yīng)的動能。在應(yīng)變能中，考慮了剪切變形的影響效應(yīng)以及橫向位移對拉壓應(yīng)變能的影響效應(yīng)問題。因此，該模型可以較精確地反映具有較大柔度的機構(gòu)在高速運行時的動態(tài)特性。
　　由于彈性連桿機構(gòu)的動力學(xué)模型是一非線性、強耦合的時變微分方程，求解時不能采用傳統(tǒng)的

3、實模態(tài)的求解方式，本文采用直接積分法中的Wilson—θ法求解其動態(tài)響應(yīng)。而對簡化后的動力學(xué)模型則采用了KES與 QDA兩種方法求解，并將仿真結(jié)果進行了對比。最后采用ADAMS虛擬樣機軟件對比仿真分析了連桿機構(gòu)剛彈性時的響應(yīng)情況，得到了彈性連桿系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。通過對比以上幾種仿真結(jié)果可以得出，QDA法求得的彈性響應(yīng)較KES法要更接近ADAMS仿真結(jié)果。
　　在結(jié)構(gòu)及機器動力學(xué)實驗臺上，通過改進連桿結(jié)構(gòu)，對平面彈性連桿機構(gòu)進行了相應(yīng)