第5章刚性构件组成的机械系统-04-23.ppt

第第5章章 刚性构件组成的刚性构件组成的机械系统的动力学机械系统的动力学5.0第二类拉格朗日方程第二类拉格朗日方程5.1 曲柄连杆机构曲柄连杆机构5.2差动轮系差动轮系5.3 五杆机构五杆机构2021/9/2315.0第第二类拉格朗日方程二类拉格朗日方程n n广义坐标广义坐标：描述系统位形的独立参数，它：描述系统位形的独立参数，它以最少数目描述系统以最少数目描述系统n n自由度自由度：确定质点系统位形的广义坐标的：确定质点系统位形的广义坐标的数目称为系统的自由度数目称为系统的自由度(完整约束系统约完整约束系统约束方程内只有位形束方程内只有位形)n n第二类拉格朗日方程第二类拉格朗日方程：Lagrange1755年给年给出，基于达朗贝尔原理，是一种求解非自出，基于达朗贝尔原理，是一种求解非自由质点系统的普遍方法。由质点系统的普遍方法。2021/9/232第二类拉格朗日方程第二类拉格朗日方程质点所有的惯性力之和作用在系统的主动力如何应用第如何应用第二类拉格朗二类拉格朗日方程求解日方程求解由多刚体组由多刚体组成系统的动成系统的动力学问题？力学问题？2021/9/233第二类拉格朗日方程例子第二类拉格朗日方程例子细杆不可伸长，不计质量。弹簧质量不计，小球由一定的角度释放系统的自系统的自由度，系由度，系统的动能，统的动能，势能以及势能以及广义坐标广义坐标？2021/9/234系统的自由度数目为2，选取滑块的水平位移x和细杆摆角q作为广义坐标q很小时，1cosq=2sin2(q/2)q2/22021/9/2352021/9/236The Answer2021/9/237思考思考怎么采用第二类怎么采用第二类拉格朗日方程建拉格朗日方程建立系统的动力学立系统的动力学方程？方程？2021/9/238曲柄连杆机构曲柄连杆机构机构含有的部件数目机构含有的部件数目n？系统的自由度数目系统的自由度数目m？系统的广义坐标？系统的广义坐标？系统的约束方程？系统的约束方程？都有哪都有哪些应用些应用？2021/9/239系统的约束方程系统的约束方程2021/9/2310系统的动能、势能及动势系统的动能、势能及动势2021/9/2311动力学方程动力学方程2021/9/2312动力学方程动力学方程2021/9/2313动力学方程计算结果动力学方程计算结果2021/9/2314差动轮系差动轮系 2021/9/2315差动轮系差动轮系2021/9/2316五杆机构五杆机构2021/9/2317五杆的质心位置五杆的质心位置2021/9/2318系统的动力学方程系统的动力学方程2021/9/2319Think About对于更加复杂的多刚体系统如对于更加复杂的多刚体系统如何实现系统的计算分析？何实现系统的计算分析？Matlab是唯一的工具？是唯一的工具？还有什么更加系统、专业的机还有什么更加系统、专业的机械动力学分析平台？械动力学分析平台？2021/9/2320动力学软件动力学软件n nADAMSn nDADSn nRecurDynn nADAMS全称：Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System最初由密歇根大学机械学院编写现属于MSC公司2021/9/2321ADAMS的模块的模块2021/9/2322ADAMS模块模块2021/9/2323ADAMS模块模块2021/9/2324ADAMS仿真分析软件系统仿真分析软件系统2021/9/2325ADAMS的应用的应用n机械、航空航天、军事n美国的火星登陆计划n波音飞机n通用汽车n新型主战坦克n创新概念设计2021/9/23262021/9/2327ADAMS简介简介2021/9/2328前处理前处理(建模建模)2021/9/2329前处理建模前处理建模n n如何建立与实际模型相符的如何建立与实际模型相符的虚拟样机虚拟样机模型模型？n n如何检查所建立模型是否正确？如何检查所建立模型是否正确？n n确定仿真分析的类型、时间确定仿真分析的类型、时间2021/9/2330后处理后处理(分析分析)请看一个详细的例子请看一个详细的例子2021/9/2331双摆的双摆的ADAMS仿真仿真2021/9/2332后处理分析平面与相空间轨迹后处理分析平面与相空间轨迹2021/9/2333质心的位置与速度变化质心的位置与速度变化2021/9/2334摩擦力摩擦力2021/9/2335凸轮阀门机构凸轮阀门机构2021/9/23362021/9/2337ForceSpringContact2021/9/2338凸轮的相轨迹阀门与连杆的Y方向位移2021/9/2339ADAMSADAMS多体动力学仿真分析多体动力学仿真分析2021/9/2340仿真计算结果仿真计算结果势能与势能之和2021/9/2341角速度角速度2021/9/2342加速度加速度2021/9/2343以时变力驱动滑块以时变力驱动滑块xy2021/9/2344XYXY方向力方向力2021/9/2345Z Z方向力方向力滑块上的力2021/9/2346