《动态静力分析》PPT课件.ppt

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1、123F下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录4.1 机构力分析的目的和方法4.2 机构动态静力分析的基本原理目录4.3 级机构的动态静力分析下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录4.1 机构力分析的目的和方法机构力分析的目的和方法作用在机械上的力作用在机械上的力驱动力：动力机施于机构主动件上的力驱动力：动力机施于机构主动件上的力 是作正功的力（输入功）是作正功的力（输入功）阻力：作负功的力阻力：作负功的力有效阻力（生产阻力：机器所完成的工艺动作有效阻力（生产阻力：机器所完成的工艺动作 所要克服的力（输出功）所要克服的力（输出功）有害阻力：主要是运动副中的摩擦力有害阻力：主要是运动

2、副中的摩擦力下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录重力：作用在构件的重心，一个运动循环重力：作用在构件的重心，一个运动循环中重力的功为零中重力的功为零惯性力：由于构件的变速运动产生。惯性力：由于构件的变速运动产生。正常工作的一个循环中，惯性力的功为零正常工作的一个循环中，惯性力的功为零下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录约束反力：约束反力：分法向反力和切向反力。切向反力即摩擦力。分法向反力和切向反力。切向反力即摩擦力。对于整个机构，运动副反力是内力，对于一个对于整个机构，运动副反力是内力，对于一个构件，是外力。构件，是外力。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录机构动态静力

3、分析的目的和方法机构动态静力分析的目的和方法n目的目的n确定运动副反力确定运动副反力 n求平衡力或平衡力矩求平衡力或平衡力矩n平衡力或平衡力矩是指与作用在机械上的已知外平衡力或平衡力矩是指与作用在机械上的已知外力以及（当该机械按给定规律运动时）各构件的力以及（当该机械按给定规律运动时）各构件的惯性力相平衡的未知外力或力矩。一般指作用在惯性力相平衡的未知外力或力矩。一般指作用在主动件上的驱动力或从动件上的生产阻力主动件上的驱动力或从动件上的生产阻力方法方法n根据达伦贝尔原理，将惯性力作为假想的外力加在根据达伦贝尔原理，将惯性力作为假想的外力加在构件上，可用静力学方法进行力分析，称为动态静构件上，

4、可用静力学方法进行力分析，称为动态静力分析力分析下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录4.2 机构动态静力分析的基本原理机构动态静力分析的基本原理反力特点反力特点大小大小方向方向作用点作用点转动副转动副移动副移动副高副高副结论：低副两个未知量结论：低副两个未知量 高副一个未知量高副一个未知量下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录每个构件的静力平衡方程有三个每个构件的静力平衡方程有三个n个构件用个构件用Pl个低副和个低副和Ph个低副连接，杆组的个低副连接，杆组的静定条件静定条件基本杆组都是静定的基本杆组都是静定的低副机构低副机构下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录机构动态静力

5、分析的步骤机构动态静力分析的步骤n拆分机构拆分机构n从主动件开始进行运动分析从主动件开始进行运动分析n计算各构件的惯性力及惯性力矩计算各构件的惯性力及惯性力矩n从外力已知的杆组开始，依次对各杆组进行动态从外力已知的杆组开始，依次对各杆组进行动态静力分析，求出各运动副反力静力分析，求出各运动副反力n对平衡力（矩）作用的构件进行分析，求出平衡对平衡力（矩）作用的构件进行分析，求出平衡力（矩）力（矩）下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录43二级机构的动态静力分析二级机构的动态静力分析xykiFixFiy约定约定下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录RRR杆组杆组求求1、2、3点的运动副

6、反力点的运动副反力规定内运动副反力为构件规定内运动副反力为构件1对构件对构件2的作用力的作用力1234512F4xR5yF5xR2yR2xR3yR3xR1yR1xF4yT1T2整个杆组平衡，对整个杆组平衡，对1点取矩：点取矩：构件构件2平衡对平衡对3点取矩：点取矩：令令解得解得整个杆组力平衡整个杆组力平衡2构件力平衡构件力平衡下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录程序中各符号的表示方法程序中各符号的表示方法外力作用点外力作用点:NN1,NN2,NEXF质心点：质心点：NS1,NS2惯性力：惯性力：FI()外力：外力：F()运动副反力：运动副反力：FR()12345F4xF5yF5xR2y

7、R2xR3yR3xR1yR1xF4yT1T2下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录RRP杆组杆组构件构件1平衡对平衡对3点取矩：点取矩：整个杆组平衡，力整个杆组平衡，力在导路方向投影在导路方向投影1234512F4xR5yF5xRkyRkxR3yR3xR1yR1xF4yT1T2k下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录barf(n1,ns1,nn1,k1,p,ap,e,fr,tb)n1ns1nn1fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(n1,1)f(n1,2)fr(n1,1)fr(n1,2)tb运运动动副副点点号号构构件件质质心心点点号号外外力力作作用用点点号号构构件件号

8、号不赋值不赋值平平衡衡力力矩矩运运动动副副反反力力赋值赋值rrrf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,e,fr)n1n2n3nn1ns1nn2ns2k1k2f(nn1,1)f(nn1,2)fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(nn2,1)f(nn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)ti(k2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,2)fr(n3,1)fr(n3,2)fr(n2,1)运运动动副副点点号号构构件件质质心心点点号号外外力力作作用用点点号号工工艺艺阻阻力力作作用用点点号号构构件件号号不赋值不赋值赋值赋值r

9、rpf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,t,e,fr)k1k2n1n2n3f(nn1,1)f(nn1,2)f(ns1,1)f(ns2,2)ti(k1)nn1ns1nn2ns2f(nn2,1)fnn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,1)ti(k2)fr(n2,2)fr(n3,1)fr(n3,2)外外运运动动副副点点号号构构件件质质心心点点号号外外力力作作用用点点号号工工艺艺阻阻力力作作用用点点号号构构件件号号不赋值不赋值移移动动副副力力作作用用点点号号内内运运动动副副点点号号下一页下一页

10、上一页上一页退出退出分目录分目录六杆机构动态静力分析例六杆机构动态静力分析例工艺阻力为水平方向，作用于工艺阻力为水平方向，作用于6点，滑块向右移动时其值为点，滑块向右移动时其值为5000N，向左移动时其值为零。，向左移动时其值为零。12xy构件号构件号12345质心位置点号质心位置点号17896质量质量(kg)50143539120转动惯量转动惯量(kg-m2)1.30.550.710.5需调用的子程序需调用的子程序1调用调用rrpf子程序求子程序求5点，点，6点和移动副的运动副反力点和移动副的运动副反力3 调用调用bark子程序求子程序求1点的运动副反力及平衡力矩点的运动副反力及平衡力矩2调

11、用调用rrrf子程序求子程序求2点、点、3点及点及4点的运动副反力点的运动副反力1324278539652n从外力已知的杆组开始，依次对各杆组进行动态静力分析，从外力已知的杆组开始，依次对各杆组进行动态静力分析，求出各运动副反力求出各运动副反力n对平衡力矩作用的构件进行分析，求出平衡力矩对平衡力矩作用的构件进行分析，求出平衡力矩实实虚虚n1 n2 n3 ns1 ns2nn1 nn2nexfk1 k2 pvpaptefr5106 9 60 664 5p vp ap t e fr9652k1k2n1n2n3f(nn1,1)f(nn1,2)f(ns1,1)f(ns2,2)ti(k1)nn1ns1nn

12、2ns2f(nn2,1)fnn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,1)ti(k2)fr(n2,2)fr(n3,1)fr(n3,2)虚虚n1n2n3ns1ns2nn1nn2nexfk1k2pvpaptefr实实3 2 47 80502 3p vp ap t e fr2427853n1n2n3nn1ns1nn2ns2k1k2f(nn1,1)f(nn1,2)fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(nn2,1)f(nn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)ti(k2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,2)fr(n3,1)f

13、r(n3,2)fr(n2,1)下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录1131p ap e fr tb虚虚 n1 ns1 nn1 k1 p ap e fr tb 实实 主程序主程序及结果及结果13n1ns1nn1fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(n1,1)f(n1,2)fr(n1,1)fr(n1,2)tb下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录平衡力的简易求法平衡力的简易求法根据虚位移原理根据虚位移原理下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录n对机构进行动态静力分析的目的是什么？对机构进行动态静力分析的目的是什么？n什么

14、叫动态静力分析法，它的依据是什么？什么叫动态静力分析法，它的依据是什么？n什么是驱动力？什么是生产阻力？什么是驱动力？什么是生产阻力？n对机构进行动态静力分析的步骤是怎样的对机构进行动态静力分析的步骤是怎样的?n构件组的静定条件是什么？为什么说所有的基构件组的静定条件是什么？为什么说所有的基本杆组都是静定杆组？本杆组都是静定杆组？n何谓平衡力和平衡力矩？平衡力是否总是驱动何谓平衡力和平衡力矩？平衡力是否总是驱动力？力？n作用在机构上的力有哪些？它们作正功还是负作用在机构上的力有哪些？它们作正功还是负功？功？n机构动态静力分析的顺序与机构运动分析的顺机构动态静力分析的顺序与机构运动分析的顺序有什么区别？序有什么区别？n如何确定构件的惯性力？如何确定构件的惯性力？n平衡力的简易求法的理论基础是什么？平衡力的简易求法的理论基础是什么？下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录n如图所示机构，1构件为主动件，将机构拆分基本杆组并指出动态静力分析时调用杆组的顺序。