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基于有限质点法的含间隙铰平面机构动力分析

郑延丰 杨超 刘磊 罗尧治

郑延丰, 杨超, 刘磊, 罗尧治. 基于有限质点法的含间隙铰平面机构动力分析[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
引用本文: 郑延丰, 杨超, 刘磊, 罗尧治. 基于有限质点法的含间隙铰平面机构动力分析[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
ZHENG Yan-feng, YANG Chao, LIU Lei, LUO Yao-zhi. DYNAMICS ANALYSIS OF PLANAR MECHANISM WITH REVOLUTE JOINT CLEARANCE BASED ON FINITE PARTICLE METHOD[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
Citation: ZHENG Yan-feng, YANG Chao, LIU Lei, LUO Yao-zhi. DYNAMICS ANALYSIS OF PLANAR MECHANISM WITH REVOLUTE JOINT CLEARANCE BASED ON FINITE PARTICLE METHOD[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212

基于有限质点法的含间隙铰平面机构动力分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFC0800200);国家自然科学基金项目(51578494;51778568,51908492);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2019QNA4043)
详细信息
    作者简介:

    郑延丰(1987-),男,福建人,博士后,博士,主要从事空间结构研究(E-mail:yanfeng39@zju.edu.cn);杨超(1986-),男,浙江人,博士后,博士,主要从事空间结构研究(E-mail:04tmgcyc@zju.edu.cn);刘磊(1991-),男,河南人,工程师,硕士,主要从事空间结构研究(E-mail:1056275393@qq.com).

    通讯作者: 罗尧治(1966-),男,浙江人,教授,博士,院长,主要从事空间结构研究(E-mail:luoyz@zju.edu.cn).
  • 中图分类号: TH112.1

DYNAMICS ANALYSIS OF PLANAR MECHANISM WITH REVOLUTE JOINT CLEARANCE BASED ON FINITE PARTICLE METHOD

  • 摘要: 间隙的存在使得铰节点的轴承和轴颈易发生碰撞,从而使带间隙机构的动力响应与理想机构不同。基于有限质点法,对含间隙铰的平面机构开展动力分析。首先给出有限质点法的质点运动控制方程和平面梁单元的内力计算公式。然后引入Lankarani-Nikravesh模型和修正库仑摩擦模型,来计算间隙铰中轴承和轴颈碰撞过程中的接触力和摩擦力。对平面四杆机构和曲柄滑块机构开展了动力分析,验证了该文方法的正确性和有效性。分析结果表明:间隙铰对机构运动的位移和速度影响不大,但使加速度有较大振荡;相比于理想铰,间隙铰的接触力峰值也有较大的增加;相比于刚性机构,柔性机构中间隙铰导致的动力响应要小;而相比于单个间隙铰,多个间隙铰将增大机构的动力效应。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-22
  • 修回日期:  2019-08-02
  • 刊出日期:  2020-05-27

基于有限质点法的含间隙铰平面机构动力分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
    基金项目:  国家重点研发计划项目(2016YFC0800200);国家自然科学基金项目(51578494;51778568,51908492);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2019QNA4043)
    作者简介:

    郑延丰(1987-),男,福建人,博士后,博士,主要从事空间结构研究(E-mail:yanfeng39@zju.edu.cn);杨超(1986-),男,浙江人,博士后,博士,主要从事空间结构研究(E-mail:04tmgcyc@zju.edu.cn);刘磊(1991-),男,河南人,工程师,硕士,主要从事空间结构研究(E-mail:1056275393@qq.com).

    通讯作者: 罗尧治(1966-),男,浙江人,教授,博士,院长,主要从事空间结构研究(E-mail:luoyz@zju.edu.cn).
  • 中图分类号: TH112.1

摘要: 间隙的存在使得铰节点的轴承和轴颈易发生碰撞,从而使带间隙机构的动力响应与理想机构不同。基于有限质点法,对含间隙铰的平面机构开展动力分析。首先给出有限质点法的质点运动控制方程和平面梁单元的内力计算公式。然后引入Lankarani-Nikravesh模型和修正库仑摩擦模型,来计算间隙铰中轴承和轴颈碰撞过程中的接触力和摩擦力。对平面四杆机构和曲柄滑块机构开展了动力分析,验证了该文方法的正确性和有效性。分析结果表明:间隙铰对机构运动的位移和速度影响不大,但使加速度有较大振荡;相比于理想铰,间隙铰的接触力峰值也有较大的增加;相比于刚性机构,柔性机构中间隙铰导致的动力响应要小;而相比于单个间隙铰,多个间隙铰将增大机构的动力效应。

English Abstract

郑延丰, 杨超, 刘磊, 罗尧治. 基于有限质点法的含间隙铰平面机构动力分析[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
引用本文: 郑延丰, 杨超, 刘磊, 罗尧治. 基于有限质点法的含间隙铰平面机构动力分析[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
ZHENG Yan-feng, YANG Chao, LIU Lei, LUO Yao-zhi. DYNAMICS ANALYSIS OF PLANAR MECHANISM WITH REVOLUTE JOINT CLEARANCE BASED ON FINITE PARTICLE METHOD[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
Citation: ZHENG Yan-feng, YANG Chao, LIU Lei, LUO Yao-zhi. DYNAMICS ANALYSIS OF PLANAR MECHANISM WITH REVOLUTE JOINT CLEARANCE BASED ON FINITE PARTICLE METHOD[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 8-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0212
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