Onderzoek naar en analyseren van de invloed van scharniergap en componentflexibiliteit op de dynamische prestatie1

Het probleem van de opruiming van mechanisme, veroorzaakt door productiefouten en normale slijtage tijdens het bedrijf, kan leiden tot ernstige botsingen en effecten tussen de sub-elementen van verbonden componenten. Dit verhoogt de dynamische stress, draagt ​​staven, verhoogt de elastische vervorming, genereert ruis en trillingen en vermindert de algehele mechanische systeemefficiëntie. Veel onderzoekers hebben de dynamiek van parallelle mechanismen bestudeerd met scharniergaten en flexibiliteit, maar verdere diepgaande analyse is nog steeds nodig.

Bijvoorbeeld Bauchau et al. stelde een typische scharniermethode voor voor het beschrijven van flexibele multi-body-systemen met behulp van kinematica. Zhao et al. Besproken de invloed van de scharniergatgrootte op de dynamische prestaties van ruimteserie -robots. Chen Jiangyi et al. analyseerde de dynamiek van parallelle mechanismen met scharnierhiaten. Kakizaki et al. bestudeerde de dynamiek van ruimtemechanismen met scharnieren, gezien de flexibiliteit van de staaf. Hij Baiyan et al. Voorgesteld en het dynamische model van de rigide flexibele manipulator opgezet in het geval van scharnieren. Deze studies bieden waardevolle inzichten in de dynamiek van parallelle mechanismen met scharnieren en flexibiliteit.

Om de kwestie van mechanisme -klaring aan te pakken, wordt een dynamisch model van het mechanisme met scharnieropening vastgesteld. Aangezien scharnieren met gaten zullen botsen tijdens beweging en metalen onderdelen hebben elastische en dempingskenmerken, worden een niet -lineair veerdempingcontactmodel en een gemodificeerd Coulomb -wrijvingsmodel gebruikt. Het niet -lineaire veerdempingcontactmodel berekent de contactkracht tussen de scharnierpen en mouw op basis van het Hertziaanse contactmodel en beschouwt energieverlies veroorzaakt door demping. Het gemodificeerde Coulomb -wrijvingsmodel beschrijft nauwkeurig wrijving van statische wrijving tot dynamische wrijving, rekening houdend met Coulomb -wrijving, statische wrijving en viskeuze wrijving.

Bij het analyseren van de dynamische kenmerken van mechanismen met scharnieren, is het noodzakelijk om de flexibiliteit van de componenten te overwegen. In Adams -software kunnen flexibele componenten worden geconstrueerd met behulp van drie methoden: het flexibele lichaam in meerdere rigide lichamen discretiseren, flexibele lichamen rechtstreeks creëren met Adams/Auto Flex -module of ANSYS -software combineren met ADAM's om flexibele componenten te bouwen. De derde methode wordt in deze studie gekozen omdat deze de werkelijke beweging van flexibele lichamen beter kan weerspiegelen. ANSYS wordt gebruikt om de flexibele component te modelleren, modale analyse uit te voeren en een modus-neutraal bestand te genereren dat verschillende parameters en informatie over het flexibele lid bevat.

Om de analyse aan te tonen, wordt een 3-RRRT parallel mechanisme gebruikt als het onderzoeksobject. Modale analyse wordt uitgevoerd op de vertakkingsketens van het mechanisme met behulp van ANSYS en de resultaten worden omgezet in flexibele leden in Adams. Het mechanisme bestaat uit een vast platform, drie filialen en een bewegend platform. Elke takketen bestaat uit staven, roterende scharnieren en bewegende paren. De flexibiliteit van de staven wordt overwogen, terwijl andere componenten worden behandeld als rigide lichamen. De rijparen worden ingesteld als het rijgedeelte en het mechanisme wordt gesimuleerd met lage en hoge snelheden.

Uit de analyse blijkt dat scharniergaten een significante invloed hebben op de snelheid en contactkracht van rigide mechanismen, terwijl flexibiliteit voornamelijk de snelheid en versnelling van het mechanisme beïnvloedt. Hoe groter de scharnier kloof, hoe groter de amplitude van snelheid en versnelling veranderingen. De rijsnelheid beïnvloedt ook de dynamische prestaties van het mechanisme, met hogere snelheden die resulteren in grotere veranderingen en minder stabiliteit. Ongeacht de beïnvloedende factoren, de contactkracht, snelheid en versnelling bereiken echter geleidelijk een stabiele toestand na het ondergaan van amplitudeveranderingen.

Concluderend, de dynamiek van parallelle mechanismen met scharnierhiaten en flexibiliteit zijn cruciale overwegingen in ontwerp en productie. De flexibiliteit van grote afbuigcomponenten moet in aanmerking worden genomen en scharniervrijheid kan niet worden genegeerd, vooral voor mechanismen die met hoge snelheden werken. Door deze factoren te begrijpen en aan te pakken, kunnen de prestaties en efficiëntie van het mechanische systeem aanzienlijk worden verbeterd.