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基于Matlab的四杆机构优化设计简介
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铰链四杆机构的运动特性分析
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铰链四杆机构的运动特性分析
官方公共微信基于ADAMS的平面四杆机构仿真实验平台研究--《延边大学》2012年硕士论文
基于ADAMS的平面四杆机构仿真实验平台研究
【摘要】：平面四杆机构是一种广泛应用在许多机械、仪器制造部门中的常见机构类型,如何确定其运动学特性、动力学特性仍然是目前高校教学的主要研究内容。对平面四杆机构运动学特性主要研究在已知各杆长度、位置以及初始运动规律条件下,指定杆上特定点的运动轨迹以及位移、速度、加速度、角速度、角加速度的变化情况。平面四杆机构动力学特性主要研究内容是分析在运转过程中其构件的运动副作用力及惯性力情况。
目前,在高校专门开设的《机械原理》课程教学中,对平面四杆机构的运动分析及机构力分析主要采用图解法和解析法,图解法精度不高,解析法求解繁琐,这两种方法都有各自缺点且计算复杂,运算量大,不能直观快速的得到平面四杆机构的运动学及动力学各参数量,在一定程度上影响了学生学习的主动性和积极性。随着计算机应用的普及以及机械相关分析软件的开发,为了克服上述现状,本文基于动力学分析软件ADAMS,研究一种可以方便学生形象直观地了解平面四杆机构特性的仿真实验平台。
本文以ADAMS软件为平台,利用ADAMS提供的二次开发工具和语言,创建自定义菜单和对话框,分别实现在刚性体、柔性体特性下的平面四杆机构参数化建模及仿真分析。利用此平台学生可以方便查看平面四杆机构中任意杆上指定点的角度、位移、速度、加速度、角速度、角加速度、作用力曲线及连杆上任意点的运动轨迹,以及逼真的动画效果。从而达到了高校学生在机械原理课程学习中或机构创新设计中,能够形象直观地了解平面连杆机构的运动状态和动力学特性的目的。
本文借助ADAMS软件及其扩展模块,主要研究了以下内容：
1、分析了当前国内外平面连杆机构的研究现状及发展趋势,确定本文的研究方案以及系统二次开发步骤。
2、定义杆长位置、质量、驱动等为参数化对象,创建专门的对话框让用户输入这些参数,实现平面四杆机构参数化建模和仿真分析,创建自定义菜单方便查看轨迹、位移、速度、加速度、力等物理量的曲线图。
3、在平面四杆机构刚性动力学分析的基础上,利用ADAMS/AutoFlex模块,考虑杆件间在力的作用下发生形变,对其当作柔性体来处理,定制自定义菜单输出指定点的应力曲线和各节点的应力列表信息,杆件间指定两点的相对位移、速度、加速度曲线图,以及刚、柔特性状态下各种物理量对比曲线图。
4、根据ADAMS程序命令编写格式编写程序,生成用于平面四杆机构仿真分析的菜单和对话框。
5、分别用具体实例曲柄摇杆机构、双曲柄机构(包括平行四边形双曲柄机构、逆平行四边形双曲柄机构)、双摇杆机构来验证本文建立的平面四杆机构仿真实验平台的可行性,通过自定义菜单界面和对话框输出预想的各种运动参数仿真分析曲线图,并与理论计算值相比较。
【关键词】：
【学位授予单位】：延边大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TH112.1【目录】：
摘要7-9Abstract9-15第一章 绪论15-20 1.1 研究目的及意义15-16 1.2 国内外相关领域的研究现状及发展趋势16-18
1.2.1 国外研究现状及发展趋势16-17
1.2.2 国内研究现状及发展趋势17-18 1.3 本文主要研究内容18-19 1.4 本文组织结构19-20第二章 平面四杆机构参数化建模及自定义界面开发20-30 2.1 实验平台开发环境及步骤20-22
2.1.1 ADAMS软件简介20-21
2.1.2 ADAMS二次开发环境介绍21
2.1.3 自定义菜单程序开发步骤21-22 2.2 样机建模22-27
2.2.1 工作环境设置22-23
2.2.2 参数化建模23-25
2.2.3 添加约束、驱动25-27 2.3 仿真分析27-28 2.4 结果处理28-29 2.5 本章小结29-30第三章 柔性铰链四杆机构自定义界面开发30-38 3.1 柔性体建模30-34 3.2 仿真分析34 3.3 结果处理34-36
3.3.1 应力分析34-35
3.3.2 节点输出35
3.3.3 应力曲线输出35-36
3.3.4 相对位移、速度、加速度36 3.4 刚、柔特性下各物理量输出曲线对比36-37 3.5 本章小结37-38第四章 应用实例38-68 4.1 二次开发程序文件包的使用38-39 4.2 曲柄摇杆机构39-55
4.2.1 参数化建模和仿真分析39-41
4.2.2 柔性化建模与仿真分析41-44
4.2.3 刚、柔特性下各物理量输出曲线对比44-48
4.2.4 理论计算48-55 4.3 双曲柄机构55-63
4.3.1 平行四边形机构55-57
4.3.2 理论计算57-59
4.3.3 逆平行四边形机构59-61
4.3.4 理论计算61-63 4.4 双摇杆机构63-67
4.4.1 曲线输出63-65
4.4.2 理论计算65-67 4.5 本章小结67-68第五章 结论与展望68-69参考文献69-73攻读硕士学位期间发表的学术论文73-74致谢74
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西南交通大学机械工程学院,四川成都,611756
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