考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力學研究.pdf

1、隨著機構(gòu)不斷向輕質(zhì)、高速、精密方向發(fā)展，一些具有輕質(zhì)量和柔性特點的柔性構(gòu)件廣泛應(yīng)用于機構(gòu)中，而柔性構(gòu)件彈性變形與大范圍運動之間存在耦合作用，這會給機構(gòu)動力學特性帶來較大影響；同時機構(gòu)中通常含有多個運動副間隙，間隙使機構(gòu)動力學響應(yīng)偏離了理想運轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且各間隙之間、間隙與柔性構(gòu)件彈性變形之間都存在耦合作用，這會進一步影響機構(gòu)的工作精度與穩(wěn)定性。因此，多間隙和構(gòu)件柔性已成為機構(gòu)動力學研究中的熱點問題，本文對考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力

2、學進行研究，以便為機構(gòu)設(shè)計與動力學行為預(yù)測提供分析方法和理論指導(dǎo)。
　　考慮機構(gòu)中構(gòu)件柔性因素，以柔性多體系統(tǒng)動力學理論為基礎(chǔ)，建立含柔性構(gòu)件的多體系統(tǒng)動力學模型，進而考慮機構(gòu)中運動副間隙因素，對間隙進行合理描述，并建立間隙的矢量模型和數(shù)學模型，同時將間隙模型嵌入到柔性多體系統(tǒng)動力學模型中，最終建立含間隙和柔性構(gòu)件的機構(gòu)耦合動力學模型，為研究考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機構(gòu)耦合動力學特性奠定基礎(chǔ)。
　　為合理描述機構(gòu)間隙處接觸碰撞

3、過程，對間隙法向接觸碰撞力模型和切向摩擦力模型進行建模與分析，并基于L-N非線性彈簧阻尼接觸碰撞力模型和修正的Coulomb摩擦力模型，結(jié)合含間隙和柔性構(gòu)件的機構(gòu)耦合動力學模型，對考慮多間隙和連桿柔性的平面四桿機構(gòu)進行動力學研究，研究間隙和連桿柔性對其動力學特性的影響。
　　進一步將含間隙和柔性構(gòu)件的機構(gòu)耦合動力學模型應(yīng)用到航天機構(gòu)中，研究多間隙和構(gòu)件柔性對航天機構(gòu)動力學特性的影響。首先，研究考慮方位軸和俯仰軸間隙的剛性衛(wèi)星天線雙

4、軸驅(qū)動機構(gòu)耦合動力學特性，進而分別研究驅(qū)動力矩、間隙處摩擦系數(shù)、等效阻尼系數(shù)以及接觸剛度系數(shù)對機構(gòu)動力學特性的影響，并基于健康指標和無量綱幅值影響指標，定量研究各因素對機構(gòu)指向精度和工作穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　最后，研究考慮多間隙和反射面柔性的驅(qū)動機構(gòu)耦合動力學特性，對柔性反射面進行離散化處理，研究反射面彈性變形規(guī)律，并深入研究彈性模量和約束形式對其彈性變形的影響。進一步研究間隙對反射面彈性變形和動力學特性的影響，以及反射面柔性對