机械系统动力学讨论课

机械系统动力学讨论课 Prepared on 22 November 2020

机械系统动力学讨论课

指导老师：胡波

小组成员：班级：机电1班

完成时间：2015年7月4日

1 简述所学几种机械系统动力学建模方法的特点和区别

答：数学代码建模。特点：1）、通过数学代码建立模型，适合对模型进行理论分析。2）、它能在同一画面上进行灵活操作，快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语义错误，从而我们加快了修改和调试程序的速度。

实体建模。特点：1）、强大的基于特征的实体建模功能属于用来验证理论的正确性。2）、建立的模型真实可靠，形象生动。3）、使用方便，适合初学者使用。

坐标建模分析。特点：1）、适合用来验证理论的正确性。2）、使用方便，适合初学者使用。

2 机械系统动力学建模过程中，广义坐标应如何选取，对结果有何影响答：1、广义坐标是表示力学体系位置的独立坐标，它的个数是由力学系统的自由度数来确定的，在系统受几何约束的情况下，系统的广义坐标数目与其自由度的数目相等。广义坐标可以是长度、角度、或者用长度的二次方的量。无论是哪种，度必须符合独立的原则，否则计算结果就不准确。例如，选取角度时应该选取运动副的转动角度为广义坐标，而不是与自然坐标的夹角。前一种情况，和simulink是一致的，仿真的结果更加符合理

论结果。后一种情况，在求导的时候，各个坐标都是关联的，求导时容易出错，所以广义坐标的选取很重要。

3 为确保机械系统动力学计算和仿真对比吻合，应注意哪些因素

为确保机械系统动力学计算和仿真对比吻合必须注意以下几点：（1）SolidWorks仿真：保证装配体的三个基准面和某个零件的三个基准面重合，例如，滑道的三个基准面和装配体的三个基准面重合，大多数情况下还带插入一个基准面，配合使其与装配体的基准面重合；注意各个数据单位的转换，例如，弹性系数在SolidWorks中的单位是N/mm；通过计算，选择合适的参数，例如，阻尼的大小、弹簧的长度、受迫振动的频率、幅值等等；选择合适的初始位置，有时候初始位置选择的不合理，会给计算，MATLAB的仿真带来很大麻烦。

（2）MATLAB仿真：合理的选择各个模块，根据设计原则，选择所要要的块；注意body模块中的坐标填写；同时body质量也要和SolidWorks中的质量一致；

（3）MATLAB编程：运用合理的方法推导出正确的运动方程，质量，刚度系数，阻尼等各个参数都必须与上述参数相一致，另外，要特别注意，最终结果中未知参数是根据初始条件计算的。初始条件必须带入最终结果。

4 结合所做三级项目谈谈弹性系统参数(质量，刚度系数，阻尼等)对机械系统的影响。

质量会影响振动系统的振动频率，质量越大，振动频率越低，但他不影响幅值；刚度系数也会影响振动频率，刚度系数越大，振动频率越高；阻尼越大，振动系统会越快达到平稳或静止。

5 弹性系统计算和仿真过程中遇到哪些困难如何解决

（1）图形的幅值对不上，发现时单位为转换的问题。转换单位后问题得到解决。

（2）在SolidWorks建模时弹簧的刚度、长度及物块的重量不容易确定。通过运算粗略的估计范围然后通过仿真调试确定具体数值。

（3）有的图像需要关于x轴对称，但是在SolidWorks软件中仿真出来之后发现图像在x轴上方。因为装配体的三视面与物块的三视面不重合。通过调整三视面即可解决问题。

（4）每个物块坐标的确定、系数的确定。如弹性系数、刚度、物块的质量，特别是未输入质量时，图形无法吻合。

（5）用MATLAB simulink仿真时，有好多图形很相似，有时候选错图形直接造成仿真不成功。选图形时一定要看仔细。

（6）MATLAB编程时初始位置的确定。初始数据一定要带到最后的最终公式里。