基于柔性多体动力学的瓦楞成型系统建模与仿真研究.pdf

《基于柔性多体动力学的瓦楞成型系统建模与仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、振动与冲击第３１卷第１７期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３１Ｎｏ．１７２０１２基于柔性多体动力学的瓦楞成型系统建模与仿真研究１，２１２１曹大志，赵治华，强洪夫，任革学（１．清华大学工程力学系，北京１０００８４；２．第二炮兵工程大学２０１室，西安７１００２５）摘要：针对某型号瓦楞机的瓦楞成型系统，基于自主研发的多体动力学求解程序，建立其刚柔耦合动力学模型。其中张力辊、瓦楞辊等主要支撑辊简化为刚体模型；传送带由３６自由度绝对节点坐标四边形壳单元划分网格，并考虑其树脂材料

2、的正交各向异性特征；此外，传送带与支撑辊之间的接触采用赫兹碰撞模型和点－面检测方法描述。利用该模型，计算了传送带的偏心位移，传送带表层应力场等动响应。仿真表明：基于绝对节点坐标法建立的瓦楞成型系统的多体动力学模型，可为瓦楞机传送带的动力学行为和控制研究提供一种新的分析方法。关键词：柔性多体动力学；绝对节点坐标法；赫兹碰撞理论；瓦楞机；偏心位移；动应力中图分类号：Ｏ３１３．７文献标识码：ＡＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒａｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｆｌｅｘｉｂｌｅｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓ１，２１２１ＣＡＯＤａｚｈｉ，ＺＨＡＯＺｈｉ

3、ｈｕａ，ＱＩＡＮＧＨｏｎｇｆｕ，ＲＥＮＧｅｘｕｅ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆａｃｕｌｔｙ２０１，ＴｈｅＳｅｃｏｎｄＡｒｔｉｌｌｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ，７１００２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔａｄｊｕｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ａｒｉｇｉｄｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｕｐｌｅｄｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｏｎａｓｅ

4、ｌｆｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｏｌｖｅｒｆｏｒｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｒｏｌｌａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｒｏｌｌｗｅｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｒｉｇｉｄｂｏｄｉｅｓ；ｔｈｅｒｅｓｉｎｂｅｌｔｗａｓｍｏｄｅｌｅｄｗｉｔｈ３６ＤＯＦ４ｎｏｄｅｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｎｏｄａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ（ＡＮＣＦ），ａｎｄｔｈｅｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｅｓｉｎｂｅｌｔｗａｓａｌｓｏｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，Ｈｅ

5、ｒｔｚｃｏｎｔａｃｔｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｐｏｉｎｔｔｏｆａｃｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｉｍｐａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｍａｉｎｒｏｌｌｓａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｎｂｅｌｔ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｉｓｍｏｄｅｌ，ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｓｕｃｈａｓ，ｔｈｅｅｃｃｅｎｔｒｉｃｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｍｏ

6、ｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＡＮＣＦｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｔｕｄｙｏｎｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｒｅｓｉｎｂｅｌｔｉｎａｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｅｘｉｂｌｅｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓ；ａｂｓｏｌｕｔｅｎｏｄａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ（ＡＮＣＦ）；ｈｅｒｔｚｃｏｎｔａｃｔｔｈｅｏｒｙ；ｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ；ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｓｓ在一些如传送机械、太阳能帆板伸展机构、机械臂传统的浮动坐标系法，共旋

7、坐标法或相对节点位移法等系统中，柔性体的变形对系统的动力学行为产生很等，基于绝对节点坐标的单元节点的广义坐标直接采大的影响，传统的多刚体系统动力学理论已经不能满用的是空间坐标及其梯度，因此在解决众多动力学问足人们对设备越来越高的精度要求。此外随着材料技题中具有很大优势。绝对节点坐标法的出现促进了柔术和制造技术的进步，越来越多的柔性部件应用到存性多体动力学与有限元理论的进一步整合，基于绝对在大位移和