含伸展構件的旋轉柔性梁系統(tǒng)的動力學分析.pdf

1、隨著現(xiàn)今科技的進步，柔性機械臂技術被廣泛的應用到工業(yè)生產和航天工程中，同時為了能夠獲得較大的活動空間和更小的自身體積，可伸縮的柔性機械臂系統(tǒng)得到了人們的極大重視。然而由于可伸縮的柔性機械臂系統(tǒng)具有時變、柔性的特點，所以其動態(tài)特性變得十分的復雜。本文運用絕對節(jié)點坐標法建立了含伸展構件的旋轉柔性梁系統(tǒng)的動力學方稈，并對其動力學響應進行了分析。主要工作有：
　　（1）基于絕對節(jié)點坐標法描述了Euler-Bernoulli梁單元上的任意一

2、點在絕對坐標系下的絕對位罝矢量、節(jié)點坐標，推導了梁單元的形函數(shù)陣、質量陣、廣義剛度陣以及彈性力，建立了梁單元動力學方程。
　?。?）針對軸向伸展懸臂梁，基于絕對節(jié)點坐標法采用了一種變長度的Euler-Bernoulli梁單元，利用虛功原理建立其動力學方程，并且通過計算得到了和文獻相同的結果，從而說明了本文中提出的變長度梁單元的吋行性。隨后在不同的結構參數(shù)（彈性模量，密度），不同的伸展規(guī)律（勻速，勻加速）和不同的伸展速度下，對自由振

3、動的伸展懸臂梁的末端撓度響應進行了分析。分析結果表明，伸展速度越小，彈性模量越大，材質越輕，均能使伸展懸臂梁振動頻率增大。
　?。?）研究了含軸向伸展懸臂梁和旋轉柔性梁構成的系統(tǒng)的動力學特性?；诮^對節(jié)點坐標法的理論，通過引入拉格朗日乘子，建立了含伸展懸臂梁和旋轉柔性梁系統(tǒng)的動力學方程。運用Newmark-β法獲得了含軸向伸展懸臂梁和旋轉柔性梁系統(tǒng)的動力學響應。討論了懸臂梁在不同的彈性模量下，分別以不同的伸展規(guī)律（勻速，勻加速）、