干摩擦下含双侧间隙碰撞振动系统的动力学分析
伴随变阻尼作用的干摩擦下的车辆系统非线性动力学分析

伴随变阻尼作用的干摩擦下的车辆系统非线性动力学分析的报
告,600字
本报告旨在分析伴随变阻尼作用的干摩擦下的车辆系统非线性动力学。
本报告将首先就变阻尼作用的本质介绍一下,之后深入研究车辆系统的动力学模型以及各项变量之间的关系,然后研究系统的极限状态,最后探讨如何计算出这些变量和应用它们模拟车辆系统的行为。
变阻尼作用可以理解为施加动压或者拉力变化时,相对于基准情况下摩擦力的变化。
当施加的力越来越大时,摩擦力也会随之增大。
这种增大的摩擦力会使得车辆系统变得非线性。
分析车辆系统非线性动力学,需要考虑到以下几个变量:质量、惯性力、摩擦力、相对位移,以及变阻尼作用导致的摩擦力的变化等。
首先,质量的变化会通过惯性力影响车辆系统的运动。
然后,摩擦力的变化又会对车辆系统做出反应,这是因为摩擦力会限制车辆系统的运动。
最后,通过变阻尼作用产生的摩擦力变化,会使车辆系统表现出非线性的特性。
接下来,我们需要深入研究车辆系统的极限状态,如摩擦力的最大值,车辆系统的极限速度与加速度等,以此来准确模拟整个车辆的运动状态。
最后,可以根据模型计算出各变量的值,然后搭配实际实验观测,结合数学原理,用以检验模型的准确性。
通过上述介绍,本报告主要分析了伴随变阻尼作用的干摩擦下的车辆系统非线性动力学。
它涉及到摩擦力变化及影响的各种
变量,以及如何计算出各个变量的值,模拟出车辆系统的行为及运动状态,从而检验模型的准确性。
若干振动机械系统的振动摩擦动力学特性及实验研究

若干振动机械系统的振动摩擦动力学特性及实验研究振动利用工程是一门新兴的学科,它与人类的生活和生产活动有着不可分割的联系,闻邦椿教授领导的科研团队为这一新学科的发展进行了大量工作,目前振动利用工程已成为人类生活和生产活动不可缺少的手段和必要机制。
振动摩擦作为振动利用工程的一个重要分支,正处在研究与发展的过程中,或者说还正处在起步阶段。
随着工程技术领域的需求不断增加,人们逐渐认识到振动摩擦所带来的好处及其应用的广泛性和普遍性。
许多工程实践已经证明,在振动工况下,物体间的摩擦系数和摩擦力可以显著减小,零部件的磨损可明显减轻,同时其耗能也会随着降低,工效可以得到大大提高,进而可为企业和国家创造显著的经济效益和社会效益。
基于振动与摩擦的内在联系,闻邦椿教授提出了亟待进行深入研究和发展的新学科“振动摩擦学”,这在学术上具有重要价值。
目前国内外已研制出许多采用振动原理的机械设备,工作过程常常包括诸多的工件与物体之间的摩擦,也包括物料或物件之间的相互摩擦,如振动压路机、振动沉拔桩机、振动输送机等。
但有关振动摩擦机理方面的研究还很不深入,或者说还没获得充分的研究,很多问题亟待解决。
如果能够对振动摩擦问题进行深入而系统的研究,在揭示其科学涵义的同时,能够在工程中更好地加以利用,将具有深远的理论价值和现实意义。
本课题以闻邦椿教授提出的振动摩擦概念为先导,将工程技术领域中的典型振动机械作为研究对象,创新性地以非线性动力学、散体动力学、摩擦学以及颗粒物质力学的最新成果为基础,采用国际领先软件和实验设备,将理论、仿真和实验紧密结合,研究振动机械系统的振动摩擦动力学特性。
课题研究内容包括:研究考虑振动和物料相互之间摩擦的散体动力学特性,即振动工况下固体松散物料颗粒之间相互作用的力学特性及其运动规律;振动压实过程中的振动摩擦及其非线性动力学特性分析;振动桩-土系统中的振动摩擦及其非线性动力学特性研究。
相应的研究工作得到了国家自然科学基金重点项目和中央高校博士研究生优秀论文培育基金的大力支持,具体研究内容如下:(1)散体振动作为一种特殊的振动现象,有着极为重要的工程应用价值,但迄今为止,国内外对它的研究甚微,因为常规研究刚体和流体的方法和手段均不适用于对散体的研究。
(A,赵宽,振动与冲击,2014)含间隙曲柄滑块系统动力响应的随机性分析

动
与
冲
击 Vol. 33 No. 11 2014
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
含间隙曲柄滑块系统动力响应的随机性分析
赵
摘
宽,陈建军,曹鸿钧,云永琥
和连杆 BC 的长度分别为 L1 和 L2 , 曲柄以角速度 ω 绕 支点 A 匀速转动, 则滑块的位移 x C 可表为: x C = L1 cos( ωt) + L2 槡
2 2 -[ L1 sin( ωt) ]
( 1)
图2
间隙旋转铰
Fig. 2 Revolute clearance joint
目前, 对于描述铰间隙处碰撞接触过程中力与位 移之间的关系, 最常用的有 Hertz 接触力模型和 Lankarani 与 Nikravesh 提出的连续接触力模型, 前者是一种
δ BJ < 0
· ·( - )
μ L2
2 L2 2 -[ μ L1 sin( ωt) ]
}
σ L2
2
c e 为碰撞过程中的能量恢复系数; δ BJ 为接触点的 式中, 法向接触速度; δ BJ 为接触点的初始相对速度; 根据 Hertz 理论, 对于金属材料指数 n 取 1 . 5 ; K 为等效接触 刚度, 它与两接触体几何和物理特性之间的关系, 已由 Goldsmish 通过两球体进行碰撞试验测得[10]: K = rB rJ 3 π( σ R + σ J ) r B + r J 4
第 11 期
赵宽等: 含间隙曲柄滑块系统动力响应的随机性分析
131
的动力学分析研究却鲜有报道。 本文基于以上研究成果, 建立了含间隙和摩擦的 同时综合考虑系统物理 曲柄滑块系统的动力学模型, 参数和几何参数的随机性, 利用 BP 人工神经网络的函 建立起系统基本随机变量和系统动力响 数逼近能力, 应间的映射关系, 利用矩法获得了各响应量的均值和 均方差随时间的变化规律, 考察了系统各随机参数对 并通过 Monte - Carlo ( MC ) 模拟 系统动力响应的影响, 法对计算结果进行验证, 得出了一些有意义的结论。
含干摩擦的二自由度制动系统颤振分析

中 图分 类 号 :T 13 B 2 文 献 标 识 码 :A
在低速、 没有周期性外力作用下 , 制动闸瓦与车轮
踏 面或 闸片与 制 动盘 之 间 却发 生 强 烈 振 动 , 之 为 制 称 动 系统 的颤振 。干 摩擦 引起 的这 种制 动 颤振 产 生强 烈 的振 动和 不悦 耳 的 噪音 , 越来 越 受 到 人 们 的关 注 。国 内外 学者 在 盘 式制 动 器 的激 振 j 飞 行 器 制 动 器 的 , 激 振 J铁 路 用 制 动器 的激 振 j带 闸 的激 振 等方 , , 面做 了大量 的研究 工 作 , 取 得 了一 些 重 要 的 研 究结 并
论 与成果 。
I r h m ' bai 引
,
由度制动系统动力学模型; 利用数值分析 的方法分析
二 自由度颤振 系统 的非线 性 动力 学 特性 。研究 制 动速 度、 支撑 刚度 和阻尼 系数 等参 数对 颤 振 幅值 的影 响 , 为
实际 问题提供 理论指 导 , 减少设 计等 的研究 中所提到 的摩 n 擦模 型 :
( )=/sn )一1 +KV x g( 4 . 1 2 :
() 1
Snu等人 ¨ 图 1所示 制 动 系统 的斜 撑摩 擦 模 io 对
型进行 了研究 , 提 出和 运用 了 中心 流 形 理论 L 并 1 。其
Oe d n和 Ma is , r l L n 等 rn C o a和 a g t l
人 通过研究 , 出了 四种 不 同 的引起 颤振 的摩 擦 类 型 : 提 粘 一滑 、 化 的动 摩擦 系数 、 变 斜撑 滑 动 和耦合 滑 动 。不
《2024年空间机械臂间隙与摩擦动力学仿真分析》范文

《空间机械臂间隙与摩擦动力学仿真分析》篇一一、引言空间机械臂作为现代航天技术的重要组成部分,其性能直接关系到空间作业的效率和安全性。
在空间机械臂的设计与制造过程中,间隙与摩擦动力学是两个关键因素。
间隙的存在可能导致机械臂运动过程中的不稳定性,而摩擦动力学则影响着机械臂的精确度和寿命。
因此,对空间机械臂的间隙与摩擦动力学进行仿真分析具有重要的理论和实践意义。
本文将重点对空间机械臂的间隙与摩擦动力学进行仿真分析,以期为相关研究和应用提供参考。
二、空间机械臂结构与工作原理空间机械臂主要由驱动系统、控制系统、机械结构等部分组成。
其中,驱动系统负责提供动力,控制系统负责实现机械臂的精确控制,而机械结构则是实现空间作业的主体。
空间机械臂的工作原理是通过控制系统对驱动系统进行控制,使机械臂完成预定动作,实现空间作业。
三、间隙对空间机械臂动力学的影响间隙是机械系统中普遍存在的现象,它主要由于制造误差、装配误差等因素引起。
在空间机械臂中,间隙的存在可能导致机械臂运动过程中的不稳定性。
为了分析间隙对空间机械臂动力学的影响,我们建立了考虑间隙的动力学模型。
通过仿真分析,我们发现间隙会使机械臂的运动轨迹发生偏离,降低运动的稳定性和精度。
此外,间隙还会导致机械臂在运动过程中产生振动,影响其正常工作。
四、摩擦对空间机械臂动力学的影响摩擦是机械系统中的另一个重要因素,它主要由于接触面之间的相互作用引起。
在空间机械臂中,摩擦不仅影响机械臂的运动精度和寿命,还可能引起热效应等问题。
为了分析摩擦对空间机械臂动力学的影响,我们建立了考虑摩擦的动力学模型。
通过仿真分析,我们发现摩擦会使机械臂的运动产生阻力,降低其运动速度和精度。
此外,摩擦还会导致机械臂在运动过程中产生热量,可能影响其正常工作。
五、空间机械臂间隙与摩擦动力学的仿真分析为了全面分析空间机械臂的间隙与摩擦动力学特性,我们建立了综合考虑间隙与摩擦的动力学模型。
通过仿真分析,我们得到了空间机械臂在不同工况下的运动轨迹、速度、受力等情况。
《空间机械臂间隙与摩擦动力学仿真分析》

《空间机械臂间隙与摩擦动力学仿真分析》篇一一、引言空间机械臂作为空间探测、维护和操作的重要工具,其性能的稳定性和可靠性直接关系到空间任务的成败。
间隙和摩擦作为机械臂系统中的两个关键因素,对机械臂的运动学和动力学特性产生重要影响。
因此,对空间机械臂的间隙与摩擦动力学进行仿真分析,对于提高机械臂的性能和稳定性具有重要意义。
二、空间机械臂结构及工作原理空间机械臂是一种能够模拟人手的运动和操作能力的空间机器人,具有高度的灵活性和可操作性。
其主要由臂体、关节、驱动装置等组成,通过各关节的协同运动,实现各种复杂的操作任务。
三、间隙对空间机械臂动力学的影响间隙是机械系统中普遍存在的现象,主要由于零件制造误差、装配误差以及长期使用过程中的磨损等因素导致。
在空间机械臂中,关节间隙的存在会导致机械臂在运动过程中出现抖动、定位不准确等问题,从而影响机械臂的运动性能和稳定性。
因此,分析间隙对空间机械臂动力学的影响具有重要意义。
四、摩擦对空间机械臂动力学的影响摩擦是机械系统中的另一个重要因素,对机械臂的运动性能和稳定性产生重要影响。
在空间机械臂中,由于各关节的相对运动,会产生各种形式的摩擦力,如静摩擦力、动摩擦力等。
这些摩擦力不仅会影响机械臂的运动轨迹和速度,还会导致能量损失和系统发热等问题。
因此,分析摩擦对空间机械臂动力学的影响同样具有重要意义。
五、仿真分析方法为了分析空间机械臂的间隙与摩擦动力学特性,本文采用仿真分析方法。
首先,建立空间机械臂的动力学模型,包括各关节的间隙模型和摩擦模型。
然后,通过仿真软件对模型进行仿真分析,观察机械臂在不同间隙和摩擦条件下的运动性能和稳定性。
最后,根据仿真结果,对机械臂的间隙和摩擦进行优化设计,以提高其运动性能和稳定性。
六、仿真结果与分析通过仿真分析,我们得到了空间机械臂在不同间隙和摩擦条件下的运动性能和稳定性数据。
结果表明,间隙的存在会导致机械臂在运动过程中出现明显的抖动和定位不准确现象,而摩擦则会影响机械臂的运动轨迹和速度。
干摩擦力影响下振动主动控制系统模型的修正

()电磁 作 动 器 的 执 行 装 置 部 分 : 1 由于 加 工 及
装 配 误 差 等 的原 因 , 使 该装 置 在导 柱 与 导筒 之 间 致
存 在 一定 程度 的干摩 擦 。 摩擦 的模 型较复 杂 。 非 干 并 是 与速 度成 正 比的线 性 摩擦 , 理论 模 型 中 没有 考 在 虑干摩 擦 的影 响 。
小。 见 , 可 在不 同的运 动状 态下 干摩 擦力 表现 为 不 同
罂 蟮
的动摩 擦 力与静 摩擦 力 的形式 由摩擦 理论 可知 , 滑条 件越 好 , 润 动摩擦 力 和静
摩擦力 之间 的差别 越小 。 了便于 分 析 , 以忽 略静 为 可
靛 罂
摩擦 力 和动摩擦 力 之 间的差 别 , 值 用 F 表示 。可 其 。 将式 ( ) 1 所示 的干 摩擦力 近 似表示 [为 3 ]
图 4 相对 位 移 振 幅 与 频 率 比的 关 系 曲 线
f。 F
I
() 0 >
的值 由小 变大 , 幅 越 来越 小 , 振 表明 干摩擦 耗 散的
能量越 来越 大 , 至于超 过 了基础供 给的能 量 。 以 在激 时 , 幅 趋 于 无穷 大 。 振
F 一.  ̄ nF ) , { s (H 一f i g
【 F 一 H
II 且 lH > } l () 考 =0 F 1 I
I = 0 l ≤ l l I 且 F I
抗冲减 振性 能 。 是 , 验效果 尚不 能达 到仿 真计 算 但 试
收稿 日期 :0 40 -9 修改稿 收到 日期 :0 50 .2 2 0-92 ; 2 0 .10 。
干摩 擦 力影 响 下振 动 主 动控 制 系统 模 型 的修 正
《2024年空间机械臂间隙与摩擦动力学仿真分析》范文

《空间机械臂间隙与摩擦动力学仿真分析》篇一一、引言空间机械臂作为现代航天技术的重要组成部分,其性能直接关系到空间作业的效率和安全性。
在空间机械臂的设计与制造过程中,间隙与摩擦动力学是两个关键因素。
间隙的存在可能导致机械臂的精度和稳定性下降,而摩擦动力学则影响着机械臂的运动性能和寿命。
因此,对空间机械臂的间隙与摩擦动力学进行仿真分析具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、空间机械臂间隙分析1. 间隙的来源及影响空间机械臂的间隙主要来源于制造过程中的装配误差、材料变形等因素。
这些间隙会对机械臂的运动精度和稳定性产生不良影响,如导致运动轨迹的偏差、振动等。
2. 仿真方法及模型建立针对空间机械臂的间隙问题,可采用有限元分析、多体动力学等方法进行仿真分析。
在仿真过程中,需要建立精确的机械臂模型,包括各部件的几何尺寸、材料属性等。
同时,还需考虑装配过程中的误差因素,如装配角度、装配顺序等。
三、空间机械臂摩擦动力学分析1. 摩擦的产生及影响空间机械臂在运动过程中,各部件之间会产生摩擦力,这会影响机械臂的运动性能和寿命。
摩擦力的存在可能导致机械臂的运动不平稳、能量损失等问题。
2. 仿真方法及模型建立针对空间机械臂的摩擦动力学问题,可采用动态仿真方法进行模拟。
在仿真过程中,需要建立考虑摩擦力的机械臂模型,包括各部件之间的摩擦系数、接触面积等参数。
同时,还需考虑机械臂在不同速度、不同载荷下的摩擦特性。
四、仿真结果与分析通过对空间机械臂的间隙与摩擦动力学进行仿真分析,可以得到以下结论:1. 间隙对空间机械臂的运动精度和稳定性有显著影响。
在设计和制造过程中,应尽量减小装配误差和材料变形等因素,以降低间隙的产生。
同时,在实际应用中,需对机械臂进行定期维护和校准,以保持其运动精度和稳定性。
2. 摩擦力对空间机械臂的运动性能和寿命具有重要影响。
在设计和制造过程中,应选择合适的材料和润滑方案,以减小摩擦力的产生。
同时,在实际应用中,需对机械臂进行润滑和维护,以保持其运动性能和延长使用寿命。
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在 任 意连续 两次 碰撞 之间 ( I X l <B) 摩 擦 碰 振 系
国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 1 0 5 7 2 0 5 5 ) 收 稿 日期 :2 0 1 3 — 0 7 — 1 5 ;修 回 日期 :2 0 1 3 — 0 8 — 0 1
关 键 词 :碰 撞 振 动 ; 干 摩 擦 ;黏 滑 ;周 期 运 动 ;分 岔 中 图 分 类 号 :TH1 1 3 . 1: TP 3 9 1 . 7 文 献 标 识 码 :A
0 引 言
统 的运动 方程 为 :
机 械 工程领 域 , 系统存 在 的间隙使 系统 发生 碰振 , 由摩擦 引起 的碰 振 是强 非 线性 和非 光 滑 的 , 众 多 学者 对 此进 行 了研究 。S h a w【 】 ] 对 双面 碰 振 系统 进 行研 究 , 发现 了斯 梅 尔 马蹄 。C o n e [ 。 研 究 含 干 摩 擦 的双 面 冲
1 . 2 运 动 微 分 方 程
振 子与皮 带 之间摩 擦力 为 : f 1 M g X: >V F 一 0 X: 一V .
( 2 )
【 一 M1 g X <
f 2 g X; >
F , 一 l l 0
X ; 一 V.
( 3 )
C 2 + Cl ’
作 者 简 介 :周 鹏 ( 1 9 8 8 一 ) ,男 ,山 东 目照 人 ,在 读 硕 研 究 生 ,研 究 方 向 为 车辆 系统 动力 学 。
1 . 1 力 学模 型
图1 两 自 由度 含 间 隙和 干 摩 擦 碰 振 系统 模 型
图l 为一类 具 有质 量 分 别 为 M1 和 M。的振 子 的 碰 振系统 的 动力 学 模 型 。振 子 M 由黏 性 阻 尼 C 和 刚 度 为 K 的弹 簧与 振子 M 相连 接 , 振 子 M。由阻尼 C 。 和 刚 度 为 K。的 弹簧 与 刚 性平 面 连接 , 作 用 在 M 和 M。的简谐 力 为 P s i n ( g ] T+r ) ( 其中, n 为角 速度 , r 为 初相 角 , T 为时 间 , P 分 别 为作 用 在两 振 子 的外 激 励, —l , 2 ) , 皮带 与两 质块 之间 的干 摩 擦力 分 别 为 F 和 F 。取 正方 向为水 平 向右建立 坐 标 系 , 两 振 子 的质 心 作 为原 点 , x 和 X 分 别 表 示 M 和 M 的位 移 当 M 的位移 为 B( 或 一B) 时, 将 与 刚度 为 K。的 弹性 约 束碰撞 , 皮带 速 度 为 、 厂 。一 定 时 间后 M 改 变 运 动 方 向, 又 以新 的初 值运 动 , 再 与约 束碰撞 , 如 此往 复 。
} 一 2 M2 g X; <
其中: , 1 1 。 为滑 动摩擦 系 数 。振 子 M 与 弹性 约束 碰 撞 时 的弹簧 力为 :
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F ( X , X ) 一{
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1 K。 ( B -X ) X <B
第 1 期( 总第 1 8 2期 )
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文章 编 号 : 1 6 7 2 — 6 4 1 3 ( 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 0 0 4 — 0 3
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P 2 s i n ( 0 r ) / ' , s i n ( 0 r )
击 振子 , 得 到 系 统 存 在 黏 滑碰 撞 。Vi r g i n 口 研 究 了包 含 摩擦 阻 尼的双 边谐 激 励 碰撞 系统 的全 局 动力 学 , 说 明擦边 分 岔是 系统行 为 突变 的来源 。D i n g 【 4 ] 研究 强 共 振情 形下 多 自 由度 碰 振 系统 的次 谐 分 岔 与 霍 普 夫 分 岔 。本文 给 出含 间隙和 干摩擦 的两 自由度 碰振 系统 的 运 动方程 和衔 接条 件 , 采 用数 值 迭 代 法研 究 干 摩 擦 和 带速 对 系统动 力学 的影 响 。 1 力学模 型 及运动 方 程
摘 要 :建 立 干 摩 擦 下 含 双 侧 塑 性 约 束 的双 自由度 碰 撞 振 动 系 统 的 动 力 学模 型 。分 析 系 统 中存 在 的 黏 滑 、 滑 动 及 碰 撞 等 运 动 ,分 别 给 出其运 动 方 程和 衔 接 条件 。并 利 用 数 值 迭 代 方 法 求 解 和 分 析 系统 的 复 杂 动 力 学 行 为 , 同时 分 析 了干 摩 擦 和 传 送 带速 度 对 系 统 动 力 学行 为 的 影 响 。
『 L M 0 ] 一 』 x - l + 『 C l — C 1
0 M J d l X 2 J L -G C I +G
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干摩 擦 下含 双侧 间 隙碰 撞 振 动 系统 的 动力 学分 析 米
周 鹏 ,李贵 杰。 ,黄 剑
( 1 . 兰 州 交 通 大 学 机 电X - 程 学 院 , 甘 肃 兰 州 7 3 0 0 7 0 ;2 . 兰 州 交 通 大 学 数 理 学 院 ,甘 肃 兰 州 7 3 0 0 7 0 )