电动机——复合材料构件的机构系统弹性动力学建模与仿真.docVIP

广西大学 硕士学位论文 电动机——复合材料构件的机构系统弹性动力学建模与仿真 姓名：常平平 申请学位级别：硕士 专业：机械设计及理论 指导教师：蔡敢为电 动 机 — — 复 合 材 料 构 件 的 机 构 系 统弹性 动 力 学 建模 与仿 真 的 问题 。但是在建立 该 类 机 构 的 动 力 学分 析 模 型 时 用传统金 属材 料 的 机 构 动 态 分 析 有 限元 模 型 ， 只 是将 机 转子 横 振、 扭 振为节 点 位 移的 电 机 单 元 ；在机 构 的 单 元 分 析 中 ， 根 据该 材 料 梁单 元 的 质量 分 布 分 析 推 导 单 元 质量 矩阵 ；根 据梁单 元 中 应变 分 布 与 节 点 位 移的 关 系 及各层 的 本构 方 程 等分 析 推 导 单 元 刚 度矩阵 ；由 梁单 元 振 动 时的 应变 分 布 ， 各层 振动 中 各向 应变 的 能量 损耗 等分 析 梁单 元 的 比阻 尼 容 量 ， 根 据在一 个 振动 周期内 等效粘 滞阻 尼力 所做的 功和振动 周期内 的 各 应变 的 耗 散 能量 之和相等的 原 则 ， 求出 各项 阻 尼系 数 ， 从而 求出 了 机 构 振 动 方 程 的 阻 尼矩阵 ， 在以 上工作的 基 础 上， 应用有 限单 元 法得到 了 电 动 机 和机 构 系 统的 动 态 分 析 模 型 。 碰。 ? ? ? ? ??? ? ? ? ???簔 ?． ? ? ? ?????甌 ? ?????? ?????? ? ? ???? ?鬭? ? ? ? ??? ? ? ? ??謊 ?? 广 西 大 学 硕 士 学 位 论文 ? ? 选题 的 依 据 和 意 义 当 今 机 械 学 的 一 个 重要 内 容。 在机 械 系统中应用强重比和 阻 尼特性 显 著优 于传 统金 属材 料 的 先 进复 合 材料 是 改 善 机 械 系统弹 性 动 力学 性 能的 一 条有 效 途 径 ， 是 使 机 械 产 品 在运 转 速 度、重量 、能量消耗和 动 态 精度 等方 面 的 市 场竞 争 能力产 生 本 质 飞 跃的 有 力手段。 自 ? ? 年 以 来， 人 们开始研究 在机 构 中应用层 合 板复 合 材料 的 问题 ， 随 后 在高速 生 产 线 、工 业 机 器 人 等领 域 逐步 得 到 采 用， 并 在工 程实 际 显 示 出这 种材料 构 件 质 量 轻 ， 衰减 ? 甐 等人 在研究 此 类 机 构 问题 时， 基本 上 都 是 沿 用传 统 金 属材料 的 机 构 动 态 分析 有 限 元 模型 ， 只 是 将单 元 质 量 矩 阵 中的 金 属材料 密度 改 为 复 合 材料 各层 的 平 均 密度 ， 单 元 刚度 矩 阵 中的 金 属材料 弹 性 模量 改 为 复 合 材料 各层 的 平 均 弹 性 模量 ， 尤其 至 今 没 有 分析 推导出机 构 的 阻 尼矩 阵 。 由 于没 有 根据 这 种各向 异 性 材料 的 实 际 物理 关 系来分析 推导这 类 机 构 的 动 态 分析 模型 ， 所 建 模型 与 实 际 情 况差 距 较 大 。 这 也是 这 类 性 能优 良 的 新型 机 构 未 能获得 更 好地推广 应用的 原 因之 一 。 广 西 大 学 硕 士 学 位 论 文 电 动 机 一 复 合 材料 构 件 的 机 构 系统弹 性 动 力学 建 模与 仿 真 速 与 其 结 构 参 数 、材料 参 数 、电 磁 参 数 之 间 的 内 在关 系、优 化 设 计等工 作 打下了一 定 的 ? ? 国内 外 研究 现 状 及 发展 概况 电 动 机 一 复 台 材料 构 件 的 机 构 系统弹 性 动 力学 建 模与 仿 真 含了柔 性 部 件 变 形 ， 其 逆运 动 学 具有 不 确 定 性 ；它与 结 构 力学 不 同 ， 部 件 在自 身 变 形 运 动 的 同 时， 在空间 中经 历 着大 的 刚性 移 动 和 转 动 ， 刚性 运 动 和 变 形 运 动 相 互 影 响 、强烈 耦 合 ， 与 一 般 系统不 同 它是 一 个 时变 高度