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《机械动力学-李海勇-弹性机构动力学－ｎａｙ》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、机械动力学读书报告李海涌S2010010491机械动力学主要研究内容综述机械动力学是机械原理的主要组成部分，它研究机械在运转过程中的受力、机械中各构件的质量与机械运动之间的相互关系，是现代机械设计的理论基础，是研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系和系统状态变化规律的学科。所谓的机械系统式指由各部分组成的相互关联的整体。机械系统的大小可因所研究的任务而有所不同：由构件经运动副连接组成的机构，由原动机,传动机和执行机构组成的机器，以及由机械和控制元件组成的整机均可称之为机械系统。系统状态是指系统的表现。不同系统有不同的状态描述方法和参数。例如电系统可用输出的电流,电压来描述，化学反应系统则可用其
2、反应速度,反应生成物的质和量来描述。对于机械系统则以其运动参数（位移,速度,加速度）,构件受力参数或功率参数（输出功率,输入功率,效率）来描述。系统的状态是由系统固有的特征参数和外界条件所决定，状态变化都遵循一定的规律，研究这些规律就是机械动力学所要完成的任务。我们所说的机械系统的运动状态,受力状态,与其几何参数,结构设计,构件的质量,原动力,工作对象以及外界条件密切相关。因此研究这些因素之间的关系和状态变化规律，便是机械动力学的任务。机构动力学研究的是机构几何参数与机构运动状态的关系。1.1机械动力学所研究得问题1机械振动这是机械运行过程中普遍存在的重要问题。有许多因素可能引起振动，包括惯性
3、力的不平衡,外载变化以及系统参数变化等。消除振动的方法可以用平衡的方法,改进机械本身结构或用主动控制的方法等。2机械运行状态一般来说，机械有两种运行状态，一种是稳定运行状态，在这种运行状态下，机械的运行状态是稳定的周期性运动。另一种状态属于瞬时状态。在这种状态下，机械运动呈非周期性状态。机械的启动,停车，或在意外事故时，就呈现这种状态。对机械运动状态的分析不仅可以了解机械正常的工作状态，而且对于机械运行状态的监测,故障分析和诊断都很必要。通过动力学分析可以知道哪些故障对机械状态有什么影响，从而确定检测的参数及部位，为故障分析提供依据。3机械的动态精度在一些情况下，特别是对轻型高速机械，由于构件
4、本身的变形或者运动副中的间隙的影响，使机械达不到预期的精度，在这种情况下，机械运动状态不仅和作用力有关，还和机械运动的速度有关，因此我们称之为动态精度。研究构件的弹性变形,运动副间隙对机械运动的影响是机械动力学研究的一个重要方面。4机械系统的运载分析机械中的运载荷往往是机件磨损和损坏的重要因素。要确定运动副及机件所受的动载荷，必须进行动力学分析。5机械系统的动力学设计包括驱动部件的选择，构件参数（质量分布,刚度）设计，机械惯性力平衡设计等。6机械动力学性能的主动控制这是近来发展比较迅速的一个方面。许多机械的工作环境是变化的，因此需要采用相应的手段来控制其动力学特性，以保证系统在不同的条件下按预
5、期要求工作。控制的因素包括输入的动力,系统的参数或外加控制力等。在分析控制方法的有效性和控制参数的范围问题上，均需要动力学分析。1.2解决机械动力学问题的一般过程1根据机械系统的组成和所需解决的问题，建立系统的力学模型。2运用基本的力学原理和方法建立系统的动力学方程，即系统的数学模型。3运用数学方法和工具求解动力学方程。4用实验装置或数字仿真方法检验所得结果，分析结果的合理性以证实模型的正确性。1.3机械动力学的发展状况和研究方法现代机械的发展以并联机床,机器人,灵巧机械手,可移动光学仪器平台,磁悬浮列车等智能化机电产品为主。这类机电产品具有材料新颖,结构轻巧,机动性强,智能化高等特点，由此产
6、生了材料非线性,几何非线性,控制中的非线性与时滞等复杂动力学问题。这些问题是现代机械动力学所研究的热门课题。1动力学建模机械系统的动力学研究需要建立在简洁,可靠的模型基础上。由于实际问题的复杂性，系统模型往往要由理论与实验相结合来确定。（1）理论建模目前，分析机械零部件动力学问题的有限元方法和商品化软件已很完善，而处理运动部件的机械系统的多体动力学方法和软件相对落后。其中，多刚体系统的动力学建模方法已日趋成熟，研究重点已转向多柔体系统,刚柔混合多体系统的动力学与仿真。目前非线性微分代数方程的数值求解仍存在许多问题，成为制约复杂多体系统动力学数值仿真可靠性的关键。（2）实验建模实验建模旨在确定系
7、统中一些难以由理论分析得到的复杂因素，如系统阻尼,磁悬浮轴承刚度,约束和支撑处的间隙,摩擦等。（3）联合建模及模型检验对于线性时不变系统,基于有限元和实验模态分析的联合建模方法已实用化,但工程实践仍不断产生富有挑战性的问题。对于线性时变系统、非线性系统、时滞系统,理论与实验联合建模的研究还很少,对模型修正准则及模型可靠性的研究几乎空白。2动力学分析（1）动力学分析与控制的一体化（2）高维时变系统与
