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基于有限元法的移动2杆柔体机械手动力学仿真
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TH12[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室,天津300384
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA04Z221 2007AA04Z203); 国家自然科学基金资助项目(50675156); 天津市应用基础与前沿技术研究计划资助重点项目(07JCZDJC09100); 天津市高等学校科技发展基金资助项目(20100401)
中文摘要:

研究了移动2杆柔体机械手动力学问题。该移动机械手由弹性-阻尼悬架轮式移动载体和2杆柔体机械手组成,并假定移动载体以恒线速度通过不规则路面。综合采用经典有限元法并引入中间单元坐标系和浮动坐标法,以回避由单元刚体运动所导致的弹性构件非零应变,从而精确描述机械手弹性变形与参考运动间的动力学耦合问题。综合利用拉格朗日原理和牛顿-欧拉方程并在笛卡儿坐标系下,以简洁的矩阵、矢量形式构建了该系统的完整动力学模型。采用数值方法给出了该动力学模型正解的仿真结果。通过与刚-柔体模型、刚体模型仿真结果的比较,证实该柔体系统存在动力学耦合现象及构件弹性振动对系统性能有负面影响。

英文摘要:

This paper concentrated on the kinematics and dynamics modeling of a mobile 2-link flexible manipulator(M2LFM),which consisted of a mobile base with a 2-DOF linear elastic-damping suspension system and a flexible manipulator and was considered to travel with a constant linear speed over an irregular ground-surface.Based on Lagrange and Newton-Ouler theories,the system dynamics model of the M2LFM in which the reference motion and the elastic deformation were coupled was derived using the finite element method and intermediated element coordinate systems and floating frame of reference formulation which can lead to zero strains,and was compactly described with matrices and vectors measured with respect to a gobal Cartesian frame of reference.At last,the numerical simulations were carried out to the forward dynamics model of a M2LFM and a rigid-flexible one and a rigid one,respectively.These simulation results illustrate these effects of dynamic couplings and elastic vibration on system by comparion.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50788