運動力學(xué)研究全文(5篇)

摘要：運動力學(xué)是研究物體運動規(guī)律的，通常指的是物體的運動.隨著現(xiàn)代運動力學(xué)理論的不斷延伸發(fā)展，其在很多領(lǐng)域已經(jīng)有了比較深入的應(yīng)用.基于此，在本文的研究中，主要對運動力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行論述，并結(jié)合一些實際機(jī)械設(shè)計案例，對運動力學(xué)的應(yīng)用價值和作用進(jìn)行分析，希望可以對相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域?qū)\動力學(xué)的科學(xué)運用起到一定的參考和啟發(fā)作用.

關(guān)鍵詞：運動力學(xué)；零部件鏈接；機(jī)械結(jié)構(gòu)；設(shè)計應(yīng)用；疲勞力學(xué)

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，會運用很多原理，其中運動力學(xué)原理發(fā)揮著非常重要的理論指導(dǎo)作用.在物理學(xué)的很多力學(xué)實驗中，運動力學(xué)也是受到很多研究人員重視和關(guān)注的.可以說，運動力學(xué)作為機(jī)械科學(xué)與物理學(xué)科的一種連接紐帶，通過科學(xué)合理的應(yīng)用運動動力學(xué)，對于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的改良和優(yōu)化，具有十分有價值的指導(dǎo)意義.機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量和效率的提升，離不開運動力學(xué)理論的支撐.因此，本文通過對運動力學(xué)進(jìn)行深度解析，并將機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的要素進(jìn)行系統(tǒng)歸納總結(jié)，結(jié)合一些實際案例，對運動力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用問題進(jìn)行分析.

1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計在應(yīng)用中的技術(shù)要素

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計是機(jī)械工藝技術(shù)革新的重要技術(shù)手段，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計中很多關(guān)鍵技術(shù)要素，正是決定機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計水平的基礎(chǔ).運動力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)要素的改良優(yōu)化，并且在設(shè)計工藝、生產(chǎn)效率方面也要得到提升.機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計在幾何層面、理論原理層面，要遵循精密設(shè)計技術(shù)的原則指導(dǎo)，保證零部件之間實現(xiàn)精細(xì)緊密的咬合，并保證咬合力得到一定程度的提升.在機(jī)械機(jī)構(gòu)運動過程中，咬合力能夠隨著機(jī)械零部件的轉(zhuǎn)動，而實現(xiàn)動態(tài)的變化，保持同機(jī)械運動作業(yè)要求相符合的力度要求.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中要對不同的面進(jìn)行優(yōu)化，通過應(yīng)用運動力學(xué)原理，保證每一個不同的面上的用力、收禮以及摩擦阻力等，在機(jī)械設(shè)備運轉(zhuǎn)的過程中，達(dá)到和動態(tài)平衡變化.

2運動力學(xué)在機(jī)械結(jié)果設(shè)計中的應(yīng)用

運動力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，有著很高的應(yīng)用價值.從當(dāng)前的實踐應(yīng)用情況來看，其價值主要體現(xiàn)在如下兩個方面：

0引言

工業(yè)經(jīng)濟(jì)雖然在知識經(jīng)濟(jì)時代的來臨和沖擊之下，逐漸走向了式微的發(fā)展階段，但這并非意味著在社會生活和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中，已經(jīng)失去了往昔的主導(dǎo)地位，仍舊存在著不可忽略的價值和功能，并在國家復(fù)興的進(jìn)程中，具有強(qiáng)大的助推作用。作為傳統(tǒng)工業(yè)部門中的代表，機(jī)械制造業(yè)不但在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的助推中，作用絕非可有可無，而且在當(dāng)前科技創(chuàng)新的研究領(lǐng)域中，其平臺作用也是不可小覷。在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理中，運動力學(xué)在其中的干預(yù)作用最大，在物理學(xué)的實驗活動中，也最受研究人員的重視和關(guān)注。

1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的在應(yīng)用中的技術(shù)要素

作為機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中的重要組成部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵要素，正是促進(jìn)技術(shù)革新的重要手段之一。伴隨著科研活動中的理論基礎(chǔ)的日益夯實和技術(shù)應(yīng)用范圍的日趨擴(kuò)大，物理學(xué)中的相關(guān)原理也逐漸擁有了充足的用武之地，在實際機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，不斷滿足著機(jī)械結(jié)構(gòu)的符合要求，并促進(jìn)生產(chǎn)水平的解放和提升。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計層面的幾何要素上進(jìn)行分析，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理，秉持著其精密的設(shè)計技術(shù)的指導(dǎo)和應(yīng)用，在零部件之間能夠?qū)崿F(xiàn)咬合力的提高，并實現(xiàn)位置關(guān)系的明確定位和精密確定。在這種幾何要素的關(guān)系體系之內(nèi)，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為關(guān)鍵的因素，便是不同的面，在這些不同的面上，通過完善和優(yōu)化的考量，來保證在零件的不同接觸面上，都可以進(jìn)行合理的安排。

2運動力學(xué)在機(jī)械結(jié)果設(shè)計中的應(yīng)用

運動力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用價值，主要體現(xiàn)在2個方面：

（1）在零部件的鏈接方面。在這一環(huán)節(jié)中，誠如上文中論述的那樣，存在著直接鏈接和間接鏈接的差別，由于存在著應(yīng)用方面的差別，所以在運動力學(xué)的應(yīng)用潛力上，也存在著截然相異的表現(xiàn)。但是作為機(jī)械設(shè)計中的核心要素，運動力學(xué)所產(chǎn)生的抽象指導(dǎo)上，從根本上也是如出一轍。例如，利用力矩的變化，通過計算不同聯(lián)接點的摩擦力和壓力，從而可以了解到不同的節(jié)點的壓力和零件的材料選擇等。在力學(xué)計算和相應(yīng)的選擇性指標(biāo)的衡量下，構(gòu)成決定零件的選材和位置的排列組合等等，都體現(xiàn)出這一點。

摘要：本文將圍繞柔性機(jī)械臂動力學(xué)建模與控制進(jìn)行研究，注重柔性機(jī)械臂系統(tǒng)描述以及柔性機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，旨在保證柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的完整性，為后續(xù)研究工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：柔性機(jī)械臂；動力學(xué)建模；動力學(xué)控制

隨著現(xiàn)代化科學(xué)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，柔性機(jī)械臂的功能越來越突出，詳細(xì)的對柔性機(jī)械臂動力學(xué)中PID控制器、反饋線性化控制、奇異攝動法控制、變結(jié)構(gòu)控制以及反演控制法進(jìn)行研究，從而提升其應(yīng)用水平。

1柔性機(jī)械臂動力學(xué)建模研究

1.1柔性機(jī)械臂系統(tǒng)描述。柔性機(jī)械臂系統(tǒng)主要包括柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂傳動系統(tǒng)、柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂傳感系統(tǒng)、柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂控制系統(tǒng)等幾個方面。其中，柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂傳動系統(tǒng)是機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，是保證機(jī)電設(shè)備安全運行的關(guān)鍵，柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂傳動系統(tǒng)包含的方面具有多樣性，主要包括連桿結(jié)構(gòu)、鏈傳動等。柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂傳感系統(tǒng)是提升系統(tǒng)品質(zhì)的關(guān)鍵，其評價指標(biāo)具有多樣性，主要包括分辨率、溫度范圍、震動能力等，其中動態(tài)響應(yīng)特征為關(guān)鍵的評價指標(biāo)。柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂控制系統(tǒng)中的底層控制系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，為了保證傳輸?shù)津?qū)動電機(jī)控制信號的準(zhǔn)確性，要對數(shù)據(jù)的反饋程序進(jìn)行優(yōu)化，其中底層控制系統(tǒng)主要是可編程邏輯門陣列發(fā)揮作用。上層系統(tǒng)的數(shù)字處理器的處理數(shù)據(jù)信息的速度較快，可以準(zhǔn)確的掌握柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的具體位置，保證數(shù)據(jù)傳輸結(jié)果的精確性。1.2柔性機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型。柔性機(jī)械臂動力學(xué)建模的前期需要建構(gòu)柔性機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型，根據(jù)柔性機(jī)械臂動力學(xué)方程的運算情況得出柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的勢能以及動能表達(dá)式，其中，影響柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂控制系統(tǒng)的因素具有多樣性，主要包括重力勢能以及彈性勢能。假設(shè)有T個自由度的柔性機(jī)械臂，需要對2T個剛體的動能進(jìn)行計算，其中2T中主要涉及T個電機(jī)轉(zhuǎn)子動能以及T個剛性連桿的動能。在列動能方程式時要將連桿的位置矢量以及欄桿的慣量矩陣充分考慮在內(nèi)，并根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速率推算出V-1個連桿的相對速率。在柔性機(jī)械臂動力學(xué)建模的環(huán)節(jié)中，要對關(guān)節(jié)減速比設(shè)定為N=160、電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量、電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量、電機(jī)減速前以及減速后的角度、連桿質(zhì)量、連桿轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行設(shè)定。

2柔性機(jī)械臂動力學(xué)控制分析

2.1PID控制器進(jìn)行控制。PID控制器在實際的應(yīng)用環(huán)節(jié)中操作簡單方便并且實用性較強(qiáng)，主要應(yīng)用在剛性機(jī)械臂中，PID控制器為了在柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂中充分發(fā)揮作用，要借助重力補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢完善柔性關(guān)節(jié)的狀態(tài)反饋結(jié)構(gòu)，將狀態(tài)變量進(jìn)行優(yōu)化，其中狀態(tài)變量主要包括電動機(jī)轉(zhuǎn)動角度以及時間求導(dǎo)，可以有效的對柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂進(jìn)行軌跡控制，有利于保證柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的安全運行。在應(yīng)用PID控制器的環(huán)節(jié)中，需要將關(guān)節(jié)柔性以及柔性補(bǔ)償?shù)扔绊戧幰蛩乜紤]在內(nèi)，從而提升柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的性能[1]。2.2反饋線性化控制。反饋線性化控制的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可，反饋線性化控制主要是借助狀態(tài)空間表達(dá)式的坐標(biāo)變換，對其線性系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過程，逐步形成新等效系統(tǒng)。其中，反饋線性化控制具有線性系統(tǒng)穩(wěn)定的優(yōu)勢，可以有效的對柔性機(jī)械臂進(jìn)行控制。在狀態(tài)向量的變換環(huán)節(jié)中，要借助柔性機(jī)械臂動力學(xué)模型，對其進(jìn)行控制。當(dāng)反饋線性化等效發(fā)生變化時，要計算出位置對時間求導(dǎo)后的速度，并借助非線性觀測器進(jìn)行控制[2]。同時，由于反饋線性化控制的系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性較低，在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)中，對使用效果的影響較大。2.3奇異攝動法控制。奇異攝動法控制應(yīng)用速度較快，其中主要涉及邊界層法。邊界層法是對高階系統(tǒng)進(jìn)行分解，從而降低系統(tǒng)方程的階數(shù)，提升慢變系統(tǒng)以及快變系統(tǒng)的相似度。在從高階系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗A系統(tǒng)中，要結(jié)合慢變系統(tǒng)以及快變系統(tǒng)自身變化的實際情況設(shè)計出科學(xué)的控制對策。當(dāng)奇異攝動法在柔性機(jī)械臂系統(tǒng)中應(yīng)用時，要將連桿狀態(tài)以及關(guān)節(jié)的彈力設(shè)定為慢變量、快變量。其中，奇異攝動法控制需要考慮的因素較少，但是控制器參數(shù)的準(zhǔn)確性較低，在實際的應(yīng)用環(huán)節(jié)中控制效果較差，對柔性機(jī)械臂的系統(tǒng)產(chǎn)生影響[3]。2.4變結(jié)構(gòu)控制。變結(jié)構(gòu)控制的穩(wěn)定性較差，與系統(tǒng)的變化狀態(tài)有關(guān)。在閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變換過程中，要借助切換函數(shù)的優(yōu)勢，將切換前與切換后的性能進(jìn)行融合。其中滑模變結(jié)構(gòu)是變結(jié)構(gòu)控制的一種，在控制量切換的環(huán)節(jié)中保證系統(tǒng)處于正常運行的狀態(tài)，一定程度上與切換函數(shù)有關(guān)?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)是可以準(zhǔn)確的對控制對象的狀態(tài)變量進(jìn)行控制，狀態(tài)軌跡會出現(xiàn)小幅度的運動。同時，滑動模態(tài)在運行的環(huán)節(jié)中不易受到外界因素的影響，有利于保證系統(tǒng)的安全運行。其中，變結(jié)構(gòu)控制可以高效的對柔性機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行控制，當(dāng)柔性機(jī)械臂系統(tǒng)在運行時，變結(jié)構(gòu)控制可以降低系統(tǒng)負(fù)載的變化，并在機(jī)器人中廣泛應(yīng)用[4]。

一、具身經(jīng)濟(jì)學(xué)研究方法;社會動力學(xué)范式

已經(jīng)有研究探討了模仿在發(fā)生軀體社會互動之中或之后對人的偏好和經(jīng)濟(jì)決策上的影響，表明了軀體動作在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的作用。更好地理解運動行為是如何影響經(jīng)濟(jì)決策的一個可能性是把社會神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)與模仿的實驗范式進(jìn)行對比。在社會動力學(xué)的范式下進(jìn)行社會神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)實驗可能是探索這一目標(biāo)的一個選擇。社會動力學(xué)的范式是一個新穎的范式，它可以獲得實時的自發(fā)軀體吸引和運動黏合，在個體交換信息的時，兩人一組執(zhí)行一個運動，每個人都按照他們自己的頻率和振幅運動，不帶其他的步調(diào)。被試沒有得到任何關(guān)于彼此運動方式的的指導(dǎo):因此可能出現(xiàn)的人際溝通協(xié)調(diào)模式是無意識的。當(dāng)(視覺)信息沒有發(fā)生交流時，個體獨立地按照他自己的頻率運動。然而，當(dāng)他們分享他們之間的信息時，他們無意識地采取了一個同步的人際協(xié)調(diào)模式，他們的活動在時空上和頻率上出現(xiàn)了無意識匹配。當(dāng)他們停止分享信息，他們的運動頻率就會出現(xiàn)偏離。有趣的是當(dāng)這種信息的交流結(jié)束了后，他們的運動頻率沒有回到初始頻率。仔細(xì)觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)他們各自的個體運動依然受他們參加過的軀體社會互動的影響。結(jié)果清晰地表明了臨時性相位鎖定和頻率鎖定的關(guān)聯(lián)(coupling)在后續(xù)行為中的一致性影響，即當(dāng)人們不再存在于彼此面前的時候:某種運動社會記憶仍然存在。因此我們可以猜測是不是在他們互相交換信息上和在軀體上互相影響彼此時，自發(fā)同步的方式經(jīng)驗性的改變了他們經(jīng)濟(jì)決策的方式。

二、社會動力學(xué)范式神經(jīng)生理學(xué)研究成果

此外，社會動力學(xué)范式的神經(jīng)生理學(xué)版本，雙腦電圖儀系統(tǒng)揭示了一個新的腦波律動，社會互動的某種“神經(jīng)中樞”(neuromarkers)。被稱作Phi，頻率在10赫茲的波定位在右中央頂皮層，隨著個體間協(xié)調(diào)行為的顯現(xiàn)和結(jié)束而出現(xiàn)和消失。這一發(fā)現(xiàn)無疑在大腦水平上解釋了從不協(xié)調(diào)的社會互動到協(xié)調(diào)的社會互動的轉(zhuǎn)變。在一項后續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)人們有意地去協(xié)調(diào)時，Phi的量級更大。神經(jīng)系統(tǒng)版本的社會動力學(xué)范式提供了一個新的視角，解決了關(guān)于前面報告的從不協(xié)調(diào)行為到協(xié)調(diào)行為的轉(zhuǎn)化是否在腦水平上也有一個相似的行為這一問題。當(dāng)研究個體參與社會經(jīng)濟(jì)游戲時這樣的一個結(jié)果在社會神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)中是有著極大的相關(guān)性的。社會協(xié)調(diào)性的神經(jīng)中樞的存在表明了人們協(xié)調(diào)與否。它量級的大小可能揭示了人們模仿和協(xié)調(diào)意圖性強(qiáng)弱。從而為具身神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)打開了新的研究視野。

三、小結(jié)

過去的十年間，認(rèn)知神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家對危急關(guān)頭的心理狀態(tài)的神經(jīng)生理基礎(chǔ)感興趣，他們已經(jīng)注意到和使用了來自于被良好控制的實證范式研究的結(jié)果中的具身因素的強(qiáng)烈影響。我們建議進(jìn)一步發(fā)展具身經(jīng)濟(jì)學(xué)背后的理論基礎(chǔ)是相當(dāng)明確的:為什么要阻止經(jīng)濟(jì)行為人了解彼此在軀體上的存在呢?如果軀體影響在決策動力上沒有一個顯著的效應(yīng)的話。我們堅信通過考慮我們整個軀體在經(jīng)濟(jì)交換中的作用，而不僅僅是大腦的作用，經(jīng)濟(jì)學(xué)會更加接近真實的生活。換言之，當(dāng)‘軀體說話時’，經(jīng)濟(jì)學(xué)家恐怕最明智的做法是去細(xì)心的傾聽……

作者：高友明 單位：湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院

【摘要】工程機(jī)械使用中會因為應(yīng)力集中、工況復(fù)雜等發(fā)生結(jié)構(gòu)件斷裂等故障。如何在設(shè)計階段進(jìn)行有效規(guī)避，是工程機(jī)械行業(yè)設(shè)計的一大難題。經(jīng)對比研究，利用Virtual.Lab軟件進(jìn)行計算機(jī)應(yīng)力分析，可以很好解決此類問題。以挖掘機(jī)為例，在軟件系統(tǒng)中我們模擬挖掘機(jī)整車運行系統(tǒng)，生成剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)模型，采用模態(tài)綜合法將挖機(jī)各主結(jié)構(gòu)件作為柔性體置于整車模型中，計算各結(jié)構(gòu)件的動態(tài)應(yīng)力，同時配合實際的對比試驗驗證，結(jié)果表明該多體動力學(xué)模型能較好地反映挖掘機(jī)實際應(yīng)力測試工況的動力學(xué)特性。經(jīng)多次測試，可以利用動態(tài)仿真方法在挖機(jī)故障分析中進(jìn)行應(yīng)用，此方法代替了整機(jī)實際的應(yīng)力測試，具有較高的工程應(yīng)用和推廣價值。

【關(guān)鍵詞】工程機(jī)械；動態(tài)應(yīng)力仿真；應(yīng)用

前言

在工程機(jī)械施工中，挖掘機(jī)因其施工條件惡劣，施工環(huán)境復(fù)雜，施工強(qiáng)度大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件容易開裂，最終導(dǎo)致挖掘機(jī)無法正常施工，影響工作效率，甚至引發(fā)安全事故。同時因為挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件開裂故障將直接影響生產(chǎn)公司產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)的口碑，最終影響公司的品牌價值。經(jīng)過對施工現(xiàn)場故障挖掘機(jī)分析發(fā)現(xiàn)，挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件開裂故障多數(shù)由挖掘機(jī)的疲勞使用引起，應(yīng)力集中最終導(dǎo)致故障發(fā)生。挖掘機(jī)的動態(tài)應(yīng)力測試可以很好發(fā)現(xiàn)這些故障點，從而在設(shè)計環(huán)節(jié)予以改進(jìn)。但實際動態(tài)應(yīng)力測試試驗主要面臨試驗成本高、試驗周期長等問題。所以挖掘機(jī)動態(tài)應(yīng)力仿真正好規(guī)避了此類問題，成為一個最適宜使用的替代解決方案。結(jié)構(gòu)件動態(tài)應(yīng)力仿真計算目前已成為機(jī)械仿真技術(shù)研究熱點，在技術(shù)上先后提出了多剛體系統(tǒng)仿真、擬靜態(tài)有限元分析法、模態(tài)應(yīng)力疊加法、混合方法等[1~4]。在對挖掘機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)件動態(tài)應(yīng)力仿真計算測試過程中，各主結(jié)構(gòu)件的實際載荷受測試動作、實際結(jié)構(gòu)、聯(lián)合動作等諸多因素影響，難以提取實際載荷對結(jié)構(gòu)件進(jìn)行單獨的分析，所以考慮把多個結(jié)構(gòu)件作為一個柔性體進(jìn)行仿真設(shè)計，將此柔性體置于挖掘機(jī)整車剛?cè)狁詈隙囿w模型中，采用模態(tài)綜合法計算各結(jié)構(gòu)件的動應(yīng)力，對整車結(jié)構(gòu)件進(jìn)行多體動力學(xué)分析。實驗表明，此方法能夠準(zhǔn)確地模擬挖掘機(jī)各結(jié)構(gòu)件的真實受力狀況并顯示出來。仿真測試不僅可以模擬各結(jié)構(gòu)件在挖掘機(jī)實際應(yīng)力測試過程中產(chǎn)生的瞬時應(yīng)力分布云圖，而且可以得到模型中任意結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵部位對應(yīng)的動應(yīng)力-時間分析圖，經(jīng)對比，其效果和挖掘機(jī)測試過程中實際數(shù)據(jù)基本保持一致。

1挖掘機(jī)力學(xué)模型

經(jīng)過對其簡化設(shè)計，在圖中建立所示的模擬坐標(biāo)系XOY，使其置于工作裝置的垂直對稱平面內(nèi)，O點與挖掘機(jī)大臂動力軸心鉸點A重合，X軸與停機(jī)面平行指向工作裝置鏟斗方向，Y軸與X軸垂直并垂直向上。在仿真測試中可以忽略各搖桿和連桿等自重的影響，考慮挖掘機(jī)作業(yè)過程中工作裝置受到的主動力有油缸壓力和自身重力，被動力有挖掘阻力。將地面作用于鏟斗的挖掘阻力向切削刃板J點簡化，得到作用于J點的挖掘阻力FJ和MJ阻力矩，將挖掘阻力FJ分別向X、Y方向分解為FJX和FJY。為求解挖掘阻力FJ和MJ阻力矩，分別對G、B、A三個鉸點列力矩平衡方程如下：以鏟斗為研究對象，對G點列力矩平衡方程：F3TE3+G3XG3-XG"#=-FJXYJ-YG"$+FJYXJ-XG%$+MJ（1）以鏟斗和斗桿為研究對象，對B點列力矩平衡方程：F2TE2+G3XG3-XB"$+G2XG2-XB"$=-FJXYJ-YB"$+JJYXJ-XB"$+MJ（2）以工作裝置整體為研究對象，對A列力矩平衡方程：-F1TE1+G3XG3-XA!"+G2XG2-XA!"+G1XG1-XA!"=-FJXYJ-YA!"+FJYXJ-XA!"+MJ（3）聯(lián)立方程（1）、（2）、（3），即可求解得到挖掘阻力FJ在X、Y方向的分力FJX、FJY和阻力矩MJ。

2挖掘機(jī)整車多體動力學(xué)建模