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多體動(dòng)力學(xué)技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的研究發(fā)展論文
摘要：近年來(lái), 隨著(zhù)機械工程、航空航天等高科技的發(fā)展, 以及許多新的學(xué)科不斷發(fā)展和應用, 多體動(dòng)力學(xué)在機械45號鋼加工工程領(lǐng)域的應用也有所改變, 具有良好的動(dòng)態(tài)和復雜機械系統的運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性, 對知識有著(zhù)重要的意義。多體動(dòng)力學(xué)是一種先進(jìn)的技術(shù), 根據機械工程領(lǐng)域中的位置和精度, 可以制造和設計出先進(jìn)的機械, 并且提供了強有力的支持, 在機械工程領(lǐng)域的研究中可持續發(fā)展。
關(guān)鍵詞：多體動(dòng)力學(xué); 加工工程領(lǐng)域; 應用;
多體動(dòng)力學(xué)研究多體系統運動(dòng)規律的科學(xué), 多體系統動(dòng)力學(xué)包括多剛體系統動(dòng)力學(xué)和多柔體系統動(dòng)力學(xué)。本文分析了多體動(dòng)力學(xué)在機械45號鋼加工工程領(lǐng)域中的應用, 通過(guò)建立多體動(dòng)力學(xué)模型, 并詳細分析了各方面的實(shí)際應用情況, 提出了相應的動(dòng)力學(xué)研究了在工程領(lǐng)域的應用效果。
1 多體動(dòng)力學(xué)
多體系統是大多數機械系統中較為全面和完整一個(gè)系統, 它是概括型和抽象型的, 所以我們是由多體系統動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行深入的分析, 多體動(dòng)力學(xué)是一種許多學(xué)科的科學(xué)系統, 其中包括工程力學(xué)、力學(xué)和其它科學(xué)等。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展, 將計算機技術(shù)運用到實(shí)踐中, 多體動(dòng)力學(xué)在機械工業(yè)中有很大的影響, 它的應用, 受到越來(lái)越多的專(zhuān)家和學(xué)者關(guān)注。動(dòng)力在航空航天、機械制造、機械臂等機械中應用廣泛。雖然經(jīng)典力學(xué)原理可以在任意系統中, 利用微分方程進(jìn)行計算, 但隨著(zhù)在系統的數目和自由度的增加, 分體之間的復雜性和約束情況, 推導變得越來(lái)越復雜。為了適應現代計算技術(shù)的發(fā)展, 促使傳統的經(jīng)典力學(xué)對多體系統方法的特點(diǎn)進(jìn)行補充, 形成了新的多體系統動(dòng)力學(xué)的一個(gè)分支[1]。多系統動(dòng)力學(xué)的數學(xué)模型的開(kāi)發(fā), 已經(jīng)發(fā)展了許多的方法, 它們的共同特點(diǎn)是將經(jīng)典力學(xué)和計算機技術(shù)相結合。
多體動(dòng)力學(xué)是包括柔性多體系統動(dòng)力學(xué)和剛性多體系統動(dòng)力學(xué), 通常是一個(gè)由多個(gè)柔性和剛性物體運動(dòng)的科學(xué)相互連接的。結構力學(xué)中的多體系統是一個(gè)重要組成部分, 一般性的描述, 它是完整的高度抽象, 通過(guò)一定的途徑接觸的多個(gè)對象最后進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接。它屬于自然科學(xué)、工程力學(xué), 它涉及力學(xué)和多學(xué)科的知識, 對MAS中的可以說(shuō), 在動(dòng)力機械制造領(lǐng)域中的應用是非常高的, 這一技術(shù)的應用日益受到重視, 具有廣闊的發(fā)展空間[2]。多體系統作為一個(gè)機械系統, 是由不同的組件連接在一起, 使機械和機械部件相互運動(dòng), 它與經(jīng)典力學(xué)和動(dòng)力學(xué)之間成為系統多體系統的一部分力量, 約束著(zhù)元素的層次結構、機械設備以及裝置。多體系統必須根據要素進(jìn)行有效的管理和分類(lèi), 如力模型中的約束和組件模型, 模型的約束的約束力量大小。另一方面, 我們要參考坐標框架, 機械運動(dòng)的任意兩點(diǎn)之間的距離是不變, 你可以選擇剛性的對象, 也可以盯著(zhù)一個(gè)目標, 以三角形的坐標為坐標系, 中心確定為O點(diǎn), 使當地產(chǎn)生的機械部件相互協(xié)調, 通常的柔性和剛性體的定義是與坐標的柔性體有所不同, 在多體系統中的選擇也是不同的, 浮動(dòng)系下的坐標, 使坐標的線(xiàn)位移和角位移發(fā)生變化, 在這些變化的時(shí)候, 我們也就能夠很清楚的表達柔性和剛性坐標以及坐標集。更多的選擇, 不符合剛性多體系統動(dòng)力學(xué)方程的廣義坐標, 并且與相應的計算速度直接影響多體系統的協(xié)調, 使方向余弦矩陣提供了一種解析坐標系的定位的方法。當然, 在實(shí)踐中可以用兩種不同的方法計算: (1) 一般通過(guò)坐標旋轉, 再利用余弦矩陣進(jìn)行約束。 (2) 如果六個(gè)方向增加, 則困難增加, 在解決方程時(shí), 基于物理的旋轉坐標, 從而計算變量[3]。
2 應用
多體動(dòng)力學(xué)在機械工程中的應用, 即多體動(dòng)力學(xué)在工程領(lǐng)域的應用, 具體包括以下幾個(gè)方面:一是柔性機械臂的振動(dòng), 這個(gè)要求的精度很高, 根據空氣質(zhì)量和空間大小更容易獲得高精度的位置, 柔性機械臂需要有效的控制手臂運動(dòng), 可以用有限段法或利用鉬泰法控制的方法, 在頭端或利用一個(gè)制動(dòng)力設備的振動(dòng), 使柔性機械臂得到最大的利用。
對輕型機械臂的柔性機械臂是一種高精度要求, 航空航天工業(yè)為了能夠完成高精度的位置的大的運動(dòng), 精度是一分一毫都不能有誤的, 因此, 要求對機械臂振動(dòng)進(jìn)行有效控制, 由于衛星天線(xiàn)產(chǎn)生的振動(dòng)造成的, 因此, 穩定的柔性臂的頻率和衰減時(shí)間的制動(dòng)力產(chǎn)生一定的影響。為防止控制機械臂末端振動(dòng), 我們同時(shí)考慮到系統的動(dòng)態(tài)特性。
相關(guān)文獻發(fā)現, 柔性變形達到終點(diǎn), 反饋的效果最好。第二種是制作工業(yè)機器人, 這是是一個(gè)典型的自由度動(dòng)力學(xué)模型, 它包括不同組件之間的連接方式以及多體系統, 現代工業(yè)機器人應用在各個(gè)領(lǐng)域, 收集信息也越來(lái)越多。在實(shí)踐中, 根據需要動(dòng)態(tài)的逆預算, 準確的驅動(dòng)力平均值, 同時(shí), 在仿真的基礎上, 使用靜態(tài)值的物理參數, 使機器人的剛度和阻尼系數加強。工業(yè)機器人機械臂屬于典型的動(dòng)力學(xué)模型, 其中包括6自由度不同組件之間的, 包括固定體連接。在現代工業(yè)機器人PUMA 760的廣泛應用進(jìn)行了分析, 通過(guò)頻率和時(shí)間、高速相機測量的參數, 我們知道多體動(dòng)力學(xué)的應用范圍如此廣泛。數控技術(shù)的測量精度是一個(gè)重要的指標, 為了避免錯誤的發(fā)生, 并且能夠提高精度, 我們要在數控技術(shù)使用中, 彌補前糾正錯誤, 提高設備的成本。
多體動(dòng)力學(xué)是抽象的因此, 我們舉例說(shuō)明對多動(dòng)力汽車(chē)零部件的結構與性能進(jìn)行分析, 促進(jìn)汽車(chē)多體系統的發(fā)展。例如:技術(shù)合成, 自由選擇的物理坐標系, 通過(guò)限制結構描述, 解決并靈活處理身體的慣性質(zhì)量的考慮因素。多體動(dòng)力學(xué)系統由幾個(gè)不同的組件連接的機械系統, 它的建立主要是為了運動(dòng)和機械功能, 其中每個(gè)機械元件的制作過(guò)程是辛苦的, 在動(dòng)力學(xué)模型的過(guò)程中, 需要一個(gè)系統動(dòng)力學(xué), 系統運動(dòng)學(xué)是動(dòng)力學(xué)的一個(gè)主要目標, 它是相對于經(jīng)典力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)系統是復雜的, 部分地區之間的差異, 導致相對位移的參數也不同。
機械運動(dòng)的參考坐標系和坐標系是固定不變的, 在任意兩個(gè)組件之間的物體的距離有是不變的, 我們根據空間坐標系選擇固定一點(diǎn)為空間坐標系的原點(diǎn), 并作為固定點(diǎn), 固定體連體坐標系的基礎, 因此, 在確定連體坐標系上任意點(diǎn)的位置, 就能夠形成安全連體基并作為參考。通常在地面坐標系, 坐標系是一個(gè)固定的地面坐標。坐標的柔性多體系統和固定坐標之間的一些差異, 通過(guò)建立廣義協(xié)調方程, 調節可移動(dòng)的速度, 以特殊的地理位置坐標, 實(shí)行廣義坐標, 我們需要相應的旋轉, 進(jìn)行計算余弦矩陣。制作多體動(dòng)力學(xué)的模型, 元素是一個(gè)重要組成部分, 多體系統從機械結構中分析, 機械鉸鏈提供了多元化的元素。因此, 為了有效地管理各種元素, 我們根據機械屬性的元素的特點(diǎn), 進(jìn)行有效的管理。
3 結語(yǔ)
多體動(dòng)力學(xué)在機械45號鋼加工工程領(lǐng)域中的應用, 近年來(lái)隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 多體動(dòng)力學(xué)在現代計算機技術(shù)中有智能識別的功能。另一個(gè)重大進(jìn)展, 是多體動(dòng)力學(xué)在機械領(lǐng)域中的應用越來(lái)越重要, 在未來(lái)有可能成為工程創(chuàng )新的新途徑, 充分完善在工程應用中的相關(guān)理論, 有助于中國機械45號加工工程領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。
參考文獻
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[2]張艷海.多體動(dòng)力學(xué)在機械工程領(lǐng)域的應用[J].城市建設理論研究 (電子版) , 2015, 09 (21) :2797-2798.
[3]楊玉維, 劉振忠, 董黎敏等.基于多體動(dòng)力學(xué)的輪式懸架移動(dòng)剛-柔并聯(lián)機械手動(dòng)力學(xué)性能研究[J].高技術(shù)通訊, 2014, 24 (09) :975-981.
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