机械系统动力学三级项目报告材料

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1、实用文档机械系统动力学三级项目报告指导老师：胡波小组成员：班级：机电1班完成时间：2015年7月4日文案大全实用文档目录一、四杆机构11、初始数据22、计算过程23、运动仿真53.1SolidWorks运动仿真53.2simulink仿真63.3MATLAB编程7二、单自由度101、初始数据102、自由振动103、受迫振动102.1无阻尼102.2小阻尼振动132.3临界阻尼152.4大阻尼173、受迫振动193.1无阻尼193.2有阻尼213.2Solidworks运动仿真21三、两自由度振动231、自由振动242、受迫振动26文案大全实用文档一、四杆机构针对以下连杆系统，给定初始位置和

2、运动，求解动力学方程，绘制动力学曲线，并进行机械系统仿真。L1L3L42505007501、初始数据：2、计算过程平面四连杆矢量方程：(1.1)将上式写成两个分量形式的代数方程并整理为：(1.2)具体化简方法为：(1.2.1)将上式平方相加可得：(1.2.2)文案大全实用文档令：(1.2.3)则有：(1.2.4)解之可得位置角：(1.3)同理为求，应消去将式(1.2)改写为：(1.4)整理后可得：(1.5)其中：D=2l1l2sinθ1E=2l2（l1cosθ1-l4）F=l12+l22+l42-l32-2l1l4cosθ1解得：θ2=2arctan[(D±）/(E-F)](1.6)杆r2

3、上任意一点的位置坐标为：lx=l1cosθ1+l2＇cosθ2ly=l1sinθ1+l2＇sinθ2（1.7）2、平面四连杆的速度、加速度分析式（1.2）对时间求导，可得：-l2ω2sinθ2+l3ω3sinθ3=l1ω1sinθ1l2ω2cosθ2-l3ω3cosθ3=-l1ω1cosθ1（1.8）解之得r2、r3的角速度ω2、ω3为：ω3=ω1=ω1文案大全实用文档ω2=ω1=ω2（1.9）式（1.7）对时间求导，可得r2杆上任意一点的速度方程为：Vlx=-l1ω1cosθ1-l2＇ω2sinθ2Vly=l1ω1sinθ1-l2＇ω2cosθ2（1.10）式（1.8）对时间求导，可得：

4、-l2ε2sinθ2+l3ε3sinθ3=l2cosθ2-l3cosθ3+l1cosθ1l2ε2cosθ2-l3ε3cosθ3=l2sinθ2-l3sinθ3+l1sinθ1（1.11）解之得杆r2、r3的角加速度为：ε3=ε2=（1.12）式（1.10）对时间求导，可得杆r2上任意一点的线性加速度为：alx=-l1ε1sinθ1-l1cosθ1-l2＇ε2sinθ2-l2＇cosθ2aly=l1ε1cosθ1-l1sinθ1+l2＇ε2cosθ2-l2＇sinθ2（1.13）2、平面四连杆的动力学分析设Go表示BC杆的重力，（FmTm）表示BC杆的广义惯性力和惯性矩，Gmi表示AB、CD

5、，（FmiTmi）表示AB、CD杆的广义惯性力和惯性矩。Fm=-moa，Tm=-J0ε0Gm=mog，Fmi=-mpiapi，Tmi=-JpiεiGmi=mpig，J0=mo+mod2J1=moJ3=m3根据虚功原理将各分支受到的惯性力/矩和重力，全部映射到动平台上去，[FT]T表示BC杆受到的总的动态负载。[FsTs]T表示BC杆所受的静态负载，在这里，用速度代替虚功原理中的虚位移。文案大全实用文档Vp1+V+=0（1.14）由于杆AB为纯转动，广义力和广义速度只有一项为非零，容易得到驱动力矩为：T=-V+3、运动仿真3.1SolidWorks运动仿真3.1.1三维建模：3.1.2仿真曲

6、线如下：文案大全实用文档3.2simulink仿真出图如下：文案大全实用文档3.3MATLAB编程程序如下：l1=250;l2=510;l3=500;l4=750;l1=l1/1000;l2=l2/1000;l3=l3/1000;l4=l4/1000;%%th0=60;%%杆1初始位置th=deg2rad(th0);m1=0.05221;m2=0.10421;m3=0.10221;w1=pi/3;%%初始速度w1=(2*pi*12)/60vr=[w1];aw1=0;%%初始角加速度l2_1=l2/2;t=1;g=[0;0];fortime=0:0.05:5th1=th+w1*time;A=

7、2*l1*l3*sin(th1);B=2*l3*(l1*cos(th1)-l4);C=l2^2-l1^2-l3^2-l4^2+2*l1*l4*cos(th1);th3_2=2*atan((A+(A^2+B^2-C^2)^(1/2))/(B-C));文案大全实用文档th3_1=2*atan((A-(A^2+B^2-C^2)^(1/2))/(B-C));D=2*l1*l2*sin(th1);E=2*l2*(l1*cos(th