自由度机械系统动力学.ppt
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1、第三章单自由度机械系统动力学第三章单自由度机械系统动力学何为动力学正问题?何为动力学正问题?3.13.1概述概述 抛掉输入构件按某种给定规律运动的假定(如作等速旋抛掉输入构件按某种给定规律运动的假定(如作等速旋转运动或匀速直线运动),求解在施加于机械的真实外力的转运动或匀速直线运动),求解在施加于机械的真实外力的作用下,机械系统的运动随时间而变化的规律,称为动力学作用下,机械系统的运动随时间而变化的规律,称为动力学正问题。正问题。单自由度机械系统动力学分析步骤:单自由度机械系统动力学分析步骤:1.1.将实际的机械系统简化为等效动力学模型将实际的机械系统简化为等效动力学模型2.2.根据等效动力学
2、模型列出系统的运动微分方程;根据等效动力学模型列出系统的运动微分方程;3.3.应用解析方法或数值方法求解系统运动微分方程,求出等效应用解析方法或数值方法求解系统运动微分方程,求出等效构件的运动规律构件的运动规律3.2作用在机械上的力作用在机械上的力一、作用在机械上的力的特征一、作用在机械上的力的特征(1 1)驱动力)驱动力(2 2)重力)重力(3 3)摩擦力)摩擦力(4 4)生产阻力)生产阻力常数常数随位移变化随位移变化随速度变化随速度变化随时间变化随时间变化常数常数位移的函数位移的函数速度的函数速度的函数如以重锤作为驱动装置的情况如以重锤作为驱动装置的情况如用弹簧作驱动件时如用弹簧作驱动件时
3、如一般的电动机如一般的电动机如起重机的起吊重量如起重机的起吊重量如往复式压缩机中活塞如往复式压缩机中活塞上作用的阻力上作用的阻力如鼓风机的生产阻力如鼓风机的生产阻力揉面机的生产阻力揉面机的生产阻力3.2作用在机械上的力作用在机械上的力一、作用在机械上的力的特征一、作用在机械上的力的特征二、三相异步电动机的机械特性二、三相异步电动机的机械特性根据铭牌上的相关数据确定四个特根据铭牌上的相关数据确定四个特征点征点最大转矩额定转矩起动转矩求出机械特性曲线求出机械特性曲线拟合成直线拟合成二次抛物线 机械特性曲线的AC段是工作段,是动力分析中最常用到的。可以用二次函数来描述。将C,B,A三点的M和值代入二
4、次函数可得一个线性方程组:3.3等效力学模型等效力学模型 单自由度机械系统可以采用等效力学模型来进行研究,单自由度机械系统可以采用等效力学模型来进行研究,即系统的动力学问题转化为一个等效构件的动力学问题来即系统的动力学问题转化为一个等效构件的动力学问题来研究,可以使问题得到简化。研究,可以使问题得到简化。为了使得等效构件的运动与机构中该构件的运动一致,为了使得等效构件的运动与机构中该构件的运动一致,要将作用于机构上的全部外力等效地折算到该构件上,把所要将作用于机构上的全部外力等效地折算到该构件上,把所有的质量和转动惯量也折算到该构件上。有的质量和转动惯量也折算到该构件上。折算的依据是折算的依据
5、是功能原理。功能原理。为了计算的简便,通常取作定轴转动或直线运动的构为了计算的简便,通常取作定轴转动或直线运动的构件作为等效构件。件作为等效构件。当取作直线运动的构件作为等效构件时,作当取作直线运动的构件作为等效构件时,作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力,系统的全部质量和转动惯量折算到该构件上力,系统的全部质量和转动惯量折算到该构件上得到等效质量。得到等效质量。当取作定轴转动的构件作为等效构件时,当取作定轴转动的构件作为等效构件时,作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力矩,系统的全部质量和转动
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