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智能柔性连杆机构有限元动力分析及其可视化研究 摘要 f采用智能材料结构对柔性连抒机构在高速运动状态下产生的弹性体振动进行主动控制 是近年来国la外研究的热点√本文主要以柔性连杆机构为研究对象,通过选用压电型智能 材料作为传感器和执行器、依据经典控制理论确定相应的控制律.以此进行了弹性体振动 的主动控制研究。具体进行了以下几个方面富有新意的研究工作: 首先,运用微分方程等效积分形式导出的虚位移原理和智能压电材料的正压电效应提 出了一种表面粘贴有PVDF压电薄膜的Euler—Bernoulli梁单元模型。由有限单元法给出了运 , 动微分方程。f以双压电晶片粘合的悬臂梁为例,得到了更为精确的数值结果。表明了所提 模型更为合理。』/一可。 / 其次,以多柔体动力学和压电耦合弹性体理论为基础,运用LAGRANGE方程及有限单元 法建立了表面粘贴有PVDF压电薄膜的智能柔性连杆机构动力学模型,给出了相应的运动微 分方程;对智能柔性连杆机构的动态特性进行了初步的数值分析与研究:使用比例微分控 制方法对曲柄摇杆机构的弹性体振动进行了闭环主动控制,通过数值仿真比较了控制前后 弹性位移的大小,得到了一些可供机构实际设计参考的结论。 最后,利用O.0.P技术(面向对象)初步开发了基于windows平台的32位智能柔性 连杆机构有限元动力分析软件包,其特点是将有限元前后处理、有限元分析与计算和数值 分析集一体,具有数据输入操作简捷、用户接口界面友好、实时进行数值可视化仿真等特 点,实现了固有频率、动应力、纵横向弹性位移以及控制前后的比较可视化仿真,对柔性 机构弹动力有限元分析的视算技术作出了一些开发工作。 关键词:智能材料结构,柔性连秆机构,有限元,振动控制,数值仿真, 可视化 论文类型:应用基础 ★国家自然科学基金、陕西省自然科学基金资助项目 Element of Finite Flexible Elastodynamic Analysis Intelligent MechanismandItsVideoAnimation Linkage Abstract to of Themethod Materialandstructureinactivecontrol applyapplyingIntelligent of for movement.isone flexible mechanism埘th elastodynamic high-speed propertied linkage the athomeandabroad topic recently. hotspot The is devotedintheflexible onchoosing papermainly linkagemechanism.Depending as materialand relativecontrol have
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