考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学

研究考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学性态。用Jourdain速度变分原理建立各机械臂的动力学变分方程,在此基础上根据各物体之间的运动学约束关系,建立柔性多体系统的微分代数混合动力学方程。数值仿真结果表明,当温度升高时,机械臂的轴向约束力和中心刚体的质心运动速度均出现显著振荡,而适当减小温度变化率,可以有效地控制振幅。     

计及热应变的空间曲梁的刚-柔耦合动力学

研究带中心刚体的作大范围运动的空间曲梁的刚-柔耦合动力学.结合混合坐标法和绝对坐标法的特点,取与中心刚体大范围运动有关的变量和柔性梁各单元节点相对中心刚体连体基的位移和斜率作为广义坐标,建立了一种新的柔性梁的刚柔耦合模型.基于精确的应变和位移的关系式,根据Jourdian速度变分原理,建立了带中心刚体柔性曲梁的有限元离散的动力学方程.数值对比了空间曲梁系统和空间直梁系统的刚柔耦合动力学性质,用能量守恒规律验证了文中曲梁模型的合理性.在此基础上,在应变能中计及热应变,研究温度增高引起的曲梁的热膨胀对系统的动力学性态的影响.     

作平面运动柔性梁的热效应研究

本文研究受热载荷作用时作平面运动柔性梁的建模理论.从温度的泰勒展开式出发,建立了一维有限元离散的温度与变形相互耦合的热传导方程和柔性梁的动力学方程.将本文一维有限元方法的计算结果与Ansys二维有限元方法进行比较,研究表明在保留泰勒展开式高次项的情况下,本文一维有限元方法具有精度高和计算效率高的特点.在此基础上,进一步研究了热传导方程的变形速度的耦合项,温度变化引起的弹性模量变化和平面转动对温度、弹性变形和轴向应力的影响.