多体动力学技术在机械工程领域的研究发展论文
摘要：近年来, 随着机械工程、航空航天等高科技的发展, 以及许多新的学科不断发展和应用, 多体动力学在机械45号钢加工工程领域的应用也有所改变, 具有良好的动态和复杂机械系统的运动学和动力学特性, 对知识有着重要的意义。多体动力学是一种先进的技术, 根据机械工程领域中的位置和精度, 可以制造和设计出先进的机械, 并且提供了强有力的支持, 在机械工程领域的研究中可持续发展。
关键词：多体动力学; 加工工程领域; 应用;
多体动力学研究多体系统运动规律的科学, 多体系统动力学包括多刚体系统动力学和多柔体系统动力学。本文分析了多体动力学在机械45号钢加工工程领域中的应用, 通过建立多体动力学模型, 并详细分析了各方面的实际应用情况, 提出了相应的动力学研究了在工程领域的应用效果。
1 多体动力学
多体系统是大多数机械系统中较为全面和完整一个系统, 它是概括型和抽象型的, 所以我们是由多体系统动力学模型进行深入的分析, 多体动力学是一种许多学科的科学系统, 其中包括工程力学、力学和其它科学等。经过多年的发展, 将计算机技术运用到实践中, 多体动力学在机械工业中有很大的影响, 它的应用, 受到越来越多的专家和学者关注。动力在航空航天、机械制造、机械臂等机械中应用广泛。虽然经典力学原理可以在任意系统中, 利用微分方程进行计算, 但随着在系统的数目和自由度的增加, 分体之间的复杂性和约束情况, 推导变得越来越复杂。为了适应现代计算技术的发展, 促使传统的经典力学对多体系统方法的特点进行补充, 形成了新的多体系统动力学的一个分支[1]。多系统动力学的数学模型的开发, 已经发展了许多的方法, 它们的共同特点是将经典力学和计算机技术相结合。
多体动力学是包括柔性多体系统动力学和刚性多体系统动力学, 通常是一个由多个柔性和刚性物体运动的科学相互连接的。结构力学中的多体系统是一个重要组成部分, 一般性的描述, 它是完整的高度抽象, 通过一定的途径接触的多个对象最后进行动态连接。它属于自然科学、工程力学, 它涉及力学和多学科的知识, 对MAS中的可以说, 在动力机械制造领域中的应用是非常高的, 这一技术的应用日益受到重视, 具有广阔的发展空间[2]。多体系统作为一个机械系统, 是由不同的组件连接在一起, 使机械和机械部件相互运动, 它与经典力学和动力学之间成为系统多体系统的一部分力量, 约束着元素的层次结构、机械设备以及装置。多体系统必须根据要素进行有效的管理和分类, 如力模型中的约束和组件模型, 模型的约束的约束力量大小。另一方面, 我们要参考坐标框架, 机械运动的任意两点之间的距离是不变, 你可以选择刚性的对象, 也可以盯着一个目标, 以三角形的坐标为坐标系, 中心确定为O点, 使当地产生的`机械部件相互协调, 通常的柔性和刚性体的定义是与坐标的柔性体有所不同, 在多体系统中的选择也是不同的, 浮动系下的坐标, 使坐标的线位移和角位移发生变化, 在这些变化的时候, 我们也就能够很清楚的表达柔性和刚性坐标以及坐标集。更多的选择, 不符合刚性多体系统动力学方程的广义坐标, 并且与相应的计算速度直接影响多体系统的协调, 使方向余弦矩阵提供了一种解析坐标系的定位的方法。当然, 在实践中可以用两种不同的方法计算: (1) 一般通过坐标旋转, 再利用余弦矩阵进行约束。 (2) 如果六个方向增加, 则困难增加, 在解决方程时, 基于物理的旋转坐标, 从而计算变量[3]。
2 应用
多体动力学在机械工程中的应用, 即多体动力学在工程领域的应用, 具体包括以下几个方面:一是柔性机械臂的振动, 这个要求的精度很高, 根据空气质量和空间大小更容易获得高精度的位置, 柔性机械臂需要有效的控制手臂运动, 可以用有限段法或利用钼泰法控制的方法, 在头端或利用一个制动力设备的振动, 使柔性机械臂得到最大的利用。
对轻型机械臂的柔性机械臂是一种高精度要求, 航空航天工业为了能够完成高精度的位置的大的运动, 精度是一分一毫都不能有误的, 因此, 要求对机械臂振动进行有效控制, 由于卫星天线产生的振动造成的, 因此, 稳定的柔性臂的频率和衰减时间的制动力产生一定的影响。为防止控制机械臂末端振动, 我们同时考虑到系统的动态特性。
相关文献发现, 柔性变形达到终点, 反馈的效果最好。第二种是制作工业机器人, 这是是一个典型的自由度动力学模型, 它包括不同组件之间的连接方式以及多体系统, 现代工业机器人应用在各个领域, 收集信息也越来越多。在实践中, 根据需要动态的逆预算, 准确的驱动力平均值, 同时, 在仿真的基础上, 使用静态值的物理参数, 使机器人的刚度和阻尼系数加强。工业机器人机械臂属于典型的动力学模型, 其中包括6自由度不同组件之间的, 包括固定体连接。在现代工业机器人PUMA 760的广泛应用进行了分析, 通过频率和时间、高速相机测量的参数, 我们知道多体动力学的应用范围如此广泛。数控技术的测量精度是一个重要的指标, 为了避免错误的发生, 并且能够提高精度, 我们要在数控技术使用中, 弥补前纠正错误, 提高设备的成本。
多体动力学是抽象的因此, 我们举例说明对多动力汽车零部件的结构与性能进行分析, 促进汽车多体系统的发展。例如:技术合成, 自由选择的物理坐标系, 通过限制结构描述, 解决并灵活处理身体的惯性质量的考虑因素。多体动力学系统由几个不同的组件连接的机械系统, 它的建立主要是为了运动和机械功能, 其中每个机械元件的制作过程是辛苦的, 在动力学模型的过程中, 需要一个系统动力学, 系统运动学是动力学的一个主要目标, 它是相对于经典力学中的动力学系统是复杂的, 部分地区之间的差异, 导致相对位移的参数也不同。
机械运动的参考坐标系和坐标系是固定不变的, 在任意两个组件之间的物体的距离有是不变的, 我们根据空间坐标系选择固定一点为空间坐标系的原点, 并作为固定点, 固定体连体坐标系的基础, 因此, 在确定连体坐标系上任意点的位置, 就能够形成安全连体基并作为参考。通常在地面坐标系, 坐标系是一个固定的地面坐标。坐标的柔性多体系统和固定坐标之间的一些差异, 通过建立广义协调方程, 调节可移动的速度, 以特殊的地理位置坐标, 实行广义坐标, 我们需要相应的旋转, 进行计算余弦矩阵。制作多体动力学的模型, 元素是一个重要组成部分, 多体系统从机械结构中分析, 机械铰链提供了多元化的元素。因此, 为了有效地管理各种元素, 我们根据机械属性的元素的特点, 进行有效的管理。
3 结语
多体动力学在机械45号钢加工工程领域中的应用, 近年来随着现代科学技术的发展, 多体动力学在现代计算机技术中有智能识别的功能。另一个重大进展, 是多体动力学在机械领域中的应用越来越重要, 在未来有可能成为工程创新的新途径, 充分完善在工程应用中的相关理论, 有助于中国机械45号加工工程领域的技术发展。
参考文献
[1]王良模, 安丽华, 吴志林等.基于多体动力学的ESP控制系统联合仿真[J].南京理工大学学报 (自然科学版) , 2013, 35 (02) :213-218.
[2]张艳海.多体动力学在机械工程领域的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2015, 09 (21) :2797-2798.
[3]杨玉维, 刘振忠, 董黎敏等.基于多体动力学的轮式悬架移动刚-柔并联机械手动力学性能研究[J].高技术通讯, 2014, 24 (09) :975-981.
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