機械系統(tǒng)動力學(xué)及仿真

1、機械系統(tǒng)動力學(xué)及仿真1）機械系統(tǒng)動力學(xué)及仿真解決什么問題？解決運動學(xué)、（正向/反向）動力學(xué)、靜平衡問題2）ADAMS建模時分為哪幾個階段？物理建模數(shù)學(xué)建模問題求解結(jié)果處理3）機械系統(tǒng)有哪幾類（部分）組成？零部件、約束、彈簧阻尼器、負載、驅(qū)動4）描述系統(tǒng)質(zhì)量特性的參數(shù)質(zhì)量、質(zhì)心、轉(zhuǎn)動慣量、慣性積5）何為阻尼？怎樣分類？單位？阻尼是阻礙系統(tǒng)運動，消耗系統(tǒng)能量的各種因素的總稱。分為粘性阻尼和非粘性阻尼。 單位：N.S/m （F=CV-*C=F/V）6）系統(tǒng)運動激勵分為哪兩類？周期激勵和非周期激勵7）什么是廣義坐標(biāo)？系統(tǒng)運動能夠用一組獨立的坐標(biāo)來描述，這一組獨立的坐標(biāo)成為廣義坐標(biāo)?！灸軌蛲陚涞孛枋鱿到y(tǒng)

2、運動的一組獨立參變量，稱為廣義坐標(biāo)。廣義坐標(biāo)具有兩個特性， 一是完備性，即能夠完全地確定系統(tǒng)在任意時刻的位置或形狀：二是獨立性，即各個坐 標(biāo)都能在一定范圍內(nèi)任意取值，貝間不存在函數(shù)關(guān)系?！?）牛頓第二定律建模時包括哪幾個元件？慣性元件、彈性元件、阻尼元件9）何為阻尼比？是否有單位？相對阻尼的系數(shù)稱為阻尼比，是無量單位?！?#167;=爲(wèi)】10）無阻尼的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的振動周期由何決泄？剛度K、質(zhì)量m11）簡單模型指幾何形狀簡單的模型，復(fù)雜模型指幾何形狀復(fù)雜的模型。對錯？為何？ 錯。簡單模型指物理特性簡單，復(fù)雜模型指物理特性復(fù)雜。12）質(zhì)量、彈簧、阻尼系統(tǒng)在一定初始條件下產(chǎn)生的運動與阻尼比有何關(guān)系

3、？P7313）牛頓第二立律建立質(zhì)量、彈簧組成的系統(tǒng)建模中，坐標(biāo)原點取平衡位置與原長有何區(qū)別？ 為何？P16614）剛度K確定111 =+K K± K2氏2WWk = kl + k215）確定廣義坐標(biāo)廣義坐標(biāo)的完備性和獨一性決立了廣義坐標(biāo)的數(shù)量與系統(tǒng)自由度是一致的。16）拉格朗日建模時，零勢能點的確泄是否會彫響結(jié)果？為何？P16817）三線擺法測量轉(zhuǎn)動慣量的原理是什么？誤差由何產(chǎn)生？如何消除？J =J 一 兒=77（加 + mo）乃2 - 加。呼4xH通過長度、質(zhì)量和時間的測量，便可求出剛體繞某軸的轉(zhuǎn)動慣量。誤差為三線擺系統(tǒng)誤差、測量時產(chǎn)生的誤差如上下圓盤的半徑、物體的質(zhì)量、周期。 消

4、除方法：【1】增加三線擺長、控制下圓盤的擺幅，減小因近似而產(chǎn)生的誤差?！?】保 證下圓盤為定軸擺動，限制因測量產(chǎn)生的誤差。【3】在同一擺上測量與測量與復(fù)雜構(gòu)件 高度相仿、質(zhì)量相同，且形狀規(guī)則（可以利用理論公式來求得其轉(zhuǎn)動慣呈：）、質(zhì)量分布 均勻祛碼的轉(zhuǎn)動慣量，與理論結(jié)果進行比較，對測量結(jié)果進行標(biāo)左、修正。18）ADAMS中形位描述連中連體坐標(biāo)與基坐標(biāo)的關(guān)系？（畫圖說明）如圖卜1所示，對于山N個作平啲運動剛體組成的多剛體系統(tǒng)，首先在系 統(tǒng)的運動平面上定義-公共參考基，i己為e = （.v y）T ,基點記為O.取剛體 B衛(wèi)=1.,N）上某一點匚為基點建立一 連體基，記為才=（了 y ）T,連體基

5、的 基點G相對0的基點O的矢徑記為號，該矢量在基&的坐標(biāo)陣為r=（x_ 連體基0的基矢農(nóng)F止向號公共參考基&的茲矢量丘正向的夾角，為剛體B,的 姿態(tài)角Q，該剛體的位形itlW標(biāo)陣9姿態(tài)角0確定，它們共同構(gòu)成了剛體B 的位形坐標(biāo)陣，記為4=（” 列=（兀 yt GT（21,N）（l.i-i）紐集這N個坐標(biāo)列陣，構(gòu)成了描述多剛體系統(tǒng)位形的坐標(biāo)列陣J9=（屛q；）Tci.i-2）多剛體系統(tǒng)位形坐標(biāo)陣的特點是各坐標(biāo)陣都相對公共基"U 工桿？為剛體系的笛卡兒（R.DewteJ位形幫杯列陣，及*材則;4 "f小的個 故為“3N陽卜I茁卡兒坐標(biāo)描述的剛體泵f設(shè)P為固結(jié)杏剛

6、體B,上的任竜一點.嚴為必P相対尸公共萇化心o的？徑，刃1為點P相對于連體呈于垂點C,的矢徑，產(chǎn)可表示為'“、宀詢門|-3）律可表示為+W八為矢*石卜的仇融.口/為矢jfQP在連體基譽上的生標(biāo)陣.4為連體墓0關(guān)于公共基g的方向余弦陣可衣示為，“才=jc°昭-sinQ）Rin£ cos/ I（1.1 5）19）ADAMS中約朿方程分為哪幾類？運動學(xué)約束方程、驅(qū)動約束方程、速度和加速度約束方程20）等效轉(zhuǎn)動慣量是什么？與類速度的關(guān)系？在動能相等的條件下，機構(gòu)各構(gòu)件轉(zhuǎn)動慣量可用等效構(gòu)件所具有的繞其轉(zhuǎn)動軸線的假想 轉(zhuǎn)動慣量來代替，此假想轉(zhuǎn)動慣量稱為機構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動慣量。類速度

7、是位移函數(shù)對廣義坐標(biāo)的導(dǎo)數(shù)。21）機械系統(tǒng)動力學(xué)的研究意義：研究機械系統(tǒng)動力學(xué)是為了滿足機械產(chǎn)品高速化、精密化、輕量化的設(shè)汁要求。髙速化 是現(xiàn)代機械產(chǎn)品最為突出的特征之一，為了滿足髙速化機械產(chǎn)品的設(shè)訃質(zhì)量，動力學(xué)分 析方法從動態(tài)靜力分析發(fā)展到動力分析和彈性動力分析，分析的復(fù)雜程度也越來越髙; 精密化要求機械的實際運動盡可能與期望運動相一致，滿足在高速運動下的精確定位; 現(xiàn)代機械產(chǎn)品對節(jié)能，節(jié)材的要求十分嚴格，而材質(zhì)的改善和產(chǎn)品的輕量化，可在滿足 高速化和精密化之下節(jié)約成本。22）機械系統(tǒng)動力學(xué)的研究任務(wù)：運動學(xué)、靜力學(xué)、靜平衡。23）機械系統(tǒng)動力學(xué)可解決的問題：振動問題：確泄系統(tǒng)的固有頻率，預(yù)防共振的發(fā)生：計算系統(tǒng)的動力響應(yīng)：確定機械或結(jié)構(gòu)受到的動載荷或振動的能量水平；隔振、消振：消除振動的影響；控制振動：研究自激振動及其他不穩(wěn)左振動產(chǎn)生的原因，從而有效地加以控制。計算題1）牛頓第二定律建立簡單機械系統(tǒng)微分方程。（求解二階常微分方程） 彈簧、質(zhì)量、阻尼P56 P73 單擺P38 P46無需自己總結(jié)2）牛頓第二泄律建立復(fù)雜機械系統(tǒng)微分方程。（取分離體列方程，不求解）P1293）拉格朗日