基于动态实验数据的机械系统动力学建模与仿真

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1、摘要=二，巴=曰粤巴臼口空巴巴巴巴二二二巴巴巴里庄曰毛怂巴巴巴粤二摘要现代机械不断向高速、轻质、高精度、高效率、智能化方向发展，这给机械系统研究提出了更高的要求，由此引出了机械动力学方面的新课题。计算机及其相应技术的发展为机械系统动力学分析提供了有效的手段，系统数字仿真技术正以它不可比拟的优越性广泛运用到机械系统动力学分析中。在分析机械系统动力学问题时，利用仿真技术如何建立合理的数学模型是设计的首要问题。而在机械系统动力学的仿真过程中，很难通过理论分析直接建立仿真模型，通常需要在仿真过程中不断的修正逐步形成合理的分析模型。现在的模型修正工作大多集中在单结构的模型修正，而对于系统级的修正工作还

2、鲜有开展。本文提出将实物仿真与计算机仿真相结合，建立基于实验数据的机械系统动力学模型，研究了对系统动力学模型的修正方法。系统级模型修正涉及到柔性多体系统动力学建模、含间隙机构动力学建模和系统关节建模等现代机械设计的重点前沿问题。文章分别围绕振动问题和机构综合动力平衡问题这两个方面，进行基于动态实验数据的机械系统动力学仿真研究。对于基于振动问题的机械系统，主要通过修改各零部件的模态阻尼比以及在柔性关节的参数，来实现仿真与实验结果的逐步接近。对于机构综合动力平衡问题，利用计算机仿真手段设计了对此类问题的优化流程，同样利用实验对比来修正结构件的模态阻尼比，分别验证了优化和修正方法的有效性。进行机械

3、系统动力学分析时，首先要建立起柔性多体系统的基本模型，为了获得较好的仿真效果，还需要进一步实现机械系统的动力学预修正模型;然后，通过数字仿真指导实验设计;最后从实验数据出发，通过实验与仿真的对比，对系统级模型的重要参数进行修改，从而建立基于实验数据的数字仿真模型。通过与实验对比表明，本文的这种分析方法不但可以起到趋势性预测的效果，还能够获得更加精确的仿真结果，从实验与仿真相结合这个角度探求了一种机械系统动力学仿真分析方法。关键词:模型修正柔性多体系统柔性关节综合动平衡仿真优化AbstractAbstractWiththetendencyforthemechanismsbecominghigh

4、erspeed、lighterweighthigherprecision、highefficiencyandmoreintelligent,therearehigherrequirementsfortheresearchofthemechanicaldynamics.Computerprovidesaneffectivemeansforanalysesofthemechanicaldynamicsandsystemsimulationstechnologyhasbeenappliedwidelyinthisfield.It'stheprincipalproblemhowtoestablish

5、precisemathematicmodelsmakinguseofsimulationstechnologyinmechanicaldynamics.Whenthemodelsofmechanicalsystemdynamicareestablished,themodelcorrectionmethodisbecomingpopularresearchfield.Now,mostofthecorrectingworkfocusesonthestructuralfiniteelementmodelcorrection.Andfewresearchisreportedaboutsystemic

6、correction.Thispapergivesoutthemodelofmechanicalsystemdynamicsandbuildsthecorrectingmethodforsystemdynamicsmodel,whichisbasedontheobtaineddataandcomputersimulations.Thecorrectionforsystemmodelisinvolvedwithmostnewfrontierproblemsofmodernmechanicaldesign,suchasmodelabouttheflexiblemultibodydynamicsa

7、nddynamicbehaviorsofmechanismflexiblejoints.Inthispaper,mechanicalvibrationandsyntheticaldynamicbalancingaretwomainproblemstobeconcerned.Then,basedontheexperimentaldata,mechanicaldynamicssimulationisperform