Erkundung und Analyse des Einflusses von Scharnierlücken und Komponentenflexibilität auf die dynamische Performa1

Das Problem der Mechanismus-Clearance, die durch Herstellungsfehler und normale Verschleiß während des Betriebs verursacht wird, kann zu schweren Kollisionen und Auswirkungen zwischen den Unterlagen der verbundenen Komponenten führen. Dies erhöht die dynamische Spannung, trägt Stangen ab, erhöht die elastische Verformung, erzeugt Rauschen und Vibrationen und verringert die mechanische Systemeffizienz des Gesamtsystems. Viele Forscher haben die Dynamik paralleler Mechanismen mit Scharnierlücken und Flexibilität untersucht, aber eine weitere eingehende Analyse ist noch erforderlich.

Zum Beispiel haben Bauchau et al. schlug ein typisches Clearance-Scharniermethode zur Beschreibung flexibler Mehrkörpersysteme mithilfe der Kinematik vor. Zhao et al. diskutierte den Einfluss der Scharnierlückengröße auf die dynamische Leistung von Weltraumreihen -Robotern. Chen Jiangyi et al. analysierte die Dynamik paralleler Mechanismen mit Scharnierlücken. Kakizaki et al. untersuchte die Dynamik von Raummechanismen mit Scharnierlücken unter Berücksichtigung der Flexibilität der Stange. Er Baiyan et al. schlug und etablierte das dynamische Modell des starr-flexiblen Manipulators bei Scharnierlücken. Diese Studien liefern wertvolle Einblicke in die Dynamik paralleler Mechanismen mit Scharnierlücken und Flexibilität.

Um das Problem der Mechanismus -Clearance anzugehen, wird ein dynamisches Modell des Mechanismus mit Scharnierlücke festgelegt. Da Scharniere mit Lücken während der Bewegung kollidieren und Metallteile elastische und Dämpfungseigenschaften aufweisen, wird ein nichtlineares Feder -Dämpfungs -Kontaktkraftmodell und ein modifiziertes Coulomb -Reibungsmodell verwendet. Das nichtlineare Kontaktkraftmodell der Federdämpfung berechnet die Kontaktkraft zwischen dem Scharnier und der Hülle basierend auf dem Hertzschen Kontaktmodell und berücksichtigt einen durch Dämpfung verursachten Energieverlust. Das modifizierte Coulomb -Reibungsmodell beschreibt die Reibung von statischer Reibung bis hin zur dynamischen Reibung unter Berücksichtigung von Coulomb -Reibung, statischer Reibung und viskoser Reibung.

Bei der Analyse der dynamischen Eigenschaften von Mechanismen mit Scharnierlücken müssen die Flexibilität der Komponenten berücksichtigt werden. In der ADAMS -Software können flexible Komponenten mit drei Methoden konstruiert werden: Diskretisierung des flexiblen Körpers in mehrere starre Körper, flexible Körper direkt mit Adams/Auto Flex -Modul erzeugen oder die ANSYS -Software mit ADAMs zum Erstellen flexibler Komponenten kombinieren. Die dritte Methode wird in dieser Studie ausgewählt, da sie die tatsächliche Bewegung flexibler Körper besser widerspiegeln kann. ANSYS wird verwendet, um die flexible Komponente zu modellieren, die modale Analyse durchzuführen und eine modusneutrale Datei zu generieren, die verschiedene Parameter und Informationen zum flexiblen Mitglied enthält.

Um die Analyse zu demonstrieren, wird ein 3-RRRT-Parallelmechanismus als Forschungsobjekt verwendet. Die Modalanalyse wird an den Zweigketten des Mechanismus unter Verwendung von ANSYS durchgeführt und die Ergebnisse werden in adams in flexible Mitglieder umgewandelt. Der Mechanismus besteht aus einer festen Plattform, drei Zweigketten und einer sich bewegenden Plattform. Jede Zweigkette besteht aus Stäben, rotierenden Scharnieren und sich bewegenden Paaren. Die Flexibilität der Stäbe wird berücksichtigt, während andere Komponenten als starre Körper behandelt werden. Die Antriebspaare werden als Antriebsteil eingestellt und der Mechanismus wird bei niedrigen und hohen Geschwindigkeiten simuliert.

Die Analyse zeigt, dass Scharnierlücken einen signifikanten Einfluss auf die Geschwindigkeit und die Kontaktkraft starre Mechanismen haben, während die Flexibilität hauptsächlich die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Mechanismus beeinflusst. Je größer die Scharnierlücke, desto größer ist die Amplitude der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsänderungen. Die Fahrgeschwindigkeit beeinflusst auch die dynamische Leistung des Mechanismus, wobei höhere Geschwindigkeiten zu größeren Änderungen und weniger Stabilität führen. Unabhängig von den Einflussfaktoren erreichen die Kontaktkraft, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung nach allmählich einen stationären Zustand nach einer Amplitudenveränderungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dynamik paralleler Mechanismen mit Scharnierlücken und Flexibilität entscheidende Überlegungen bei der Konstruktion und Herstellung ist. Die Flexibilität großer Ablenkkomponenten muss berücksichtigt werden, und die Scharnierablehnung kann nicht ignoriert werden, insbesondere für Mechanismen, die mit hoher Geschwindigkeit funktionieren. Durch das Verständnis und die Beantwortung dieser Faktoren können die Leistung und Effizienz des mechanischen Systems erheblich verbessert werden.