Udforskning og analyse af påvirkningen af ​​hængselgap og komponentfleksibilitet på den dynamiske performa1

Problemet med mekanismeklarering, forårsaget af fremstillingsfejl og normal slid under drift, kan føre til alvorlige kollisioner og påvirkninger mellem underelementerne af tilsluttede komponenter. Dette øger dynamisk stress, slides ned på stænger, øger elastisk deformation, genererer støj og vibrationer og reducerer den samlede mekaniske systemeffektivitet. Mange forskere har undersøgt dynamikken i parallelle mekanismer med hængselshuller og fleksibilitet, men der er stadig behov for yderligere en dybdegående analyse.

F.eks. Bauchau et al. Foreslået en typisk clearance-hængselsmetode til at beskrive fleksible multikropsystemer ved hjælp af kinematik. Zhao et al. drøftede indflydelsen fra hængselsgapstørrelse på den dynamiske præstation af rumserien robotter. Chen Jiangyi et al. analyserede dynamikken i parallelle mekanismer med hængselshuller. Kakizaki et al. studerede dynamikken i rummekanismer med hængselshuller under hensyntagen til stangens fleksibilitet. Han Baiyan et al. foreslog og etablerede den dynamiske model af den stive-fleksible manipulator i tilfælde af hængselshuller. Disse undersøgelser giver værdifuld indsigt i dynamikken i parallelle mekanismer med hængselshuller og fleksibilitet.

For at tackle spørgsmålet om mekanismeafstand etableres en dynamisk model af mekanismen med hængselsgap. Da hængsler med huller vil kollidere under bevægelse, og metaldele har elastiske og dæmpende egenskaber, anvendes en ikke -lineær fjederdæmpningskontaktkraftmodel og en modificeret coulomb -friktionsmodel. Den ikke -lineære fjederdæmpningskontaktkraftmodel beregner kontaktkraften mellem hængselsstiften og ærmet baseret på Hertzian -kontaktmodellen og overvejer energitab forårsaget af dæmpning. Den modificerede Coulomb -friktionsmodel beskriver nøjagtigt friktion fra statisk friktion til dynamisk friktion under hensyntagen til coulomb -friktion, statisk friktion og viskøs friktion.

Når man analyserer de dynamiske egenskaber ved mekanismer med hængselshuller, er det nødvendigt at overveje komponenternes fleksibilitet. I ADAMS -software kan fleksible komponenter konstrueres ved hjælp af tre metoder: diskretisering af den fleksible krop til flere stive kroppe, hvilket skaber fleksible kroppe direkte med Adams/Auto Flex -modul eller kombinerer ANSYS -software med Adams for at opbygge fleksible komponenter. Den tredje metode vælges i denne undersøgelse, fordi den bedre kan afspejle den faktiske bevægelse af fleksible kroppe. ANSYS bruges til at modellere den fleksible komponent, udføre modal analyse og generere en mode-neutral fil, der inkluderer forskellige parametre og oplysninger om det fleksible medlem.

For at demonstrere analysen bruges en 3-RRRT-parallelmekanisme som forskningsobjekt. Modal analyse udføres på grenkæderne for mekanismen ved hjælp af ANSYS, og resultaterne omdannes til fleksible medlemmer i ADAMS. Mekanismen består af en fast platform, tre grenkæder og en bevægelig platform. Hver grenkæde er sammensat af stænger, roterende hængsler og bevægelige par. Stængernes fleksibilitet overvejes, mens andre komponenter behandles som stive kroppe. Kørparene indstilles som den kørende del, og mekanismen simuleres ved lave og høje hastigheder.

Analysen afslører, at hængselhuller har en betydelig indflydelse på hastigheden og kontaktkraften for stive mekanismer, mens fleksibilitet primært påvirker hastigheden og accelerationen af ​​mekanismen. Jo større hængselsgabet, jo større er amplituden af ​​hastighed og accelerationsændringer. Kørselshastighed påvirker også den dynamiske ydelse af mekanismen med højere hastigheder, der resulterer i større ændringer og mindre stabilitet. Uanset de påvirkende faktorer når imidlertid kontaktkraften, hastigheden og accelerationen gradvist en stabil tilstand efter at have gennemgået amplitudeændringer.

Afslutningsvis er dynamikken i parallelle mekanismer med hængselshuller og fleksibilitet afgørende overvejelser i design og fremstilling. Fleksibiliteten i store afbøjningskomponenter skal tages i betragtning, og hængslet kan ikke ignoreres, især for mekanismer, der fungerer i høje hastigheder. Ved at forstå og adressere disse faktorer kan det mekaniske systems ydelse og effektivitet forbedres markant.