Архив работы (148 кб, MVS, Word)

С помощью MVS решается задача динамического расчета машинного агрегата, с учетом динамической характеристики двигателя. Определяется закон движения механизма в режиме разгона и установившемся режиме движения. Строиться визуализация механизма.

Постановка задачи

Моделирование динамической системы жесткой машины в среде MVS. Определение закона движения машинного агрегата в установившемся режиме и переходном процессе.

Решение задачи

Объектом для моделирования был выбран плоский шестизвенный механизм прижима (см. рис. 1).

Звенья механизма: 1 – кривошип; 2 – коромысло; 3, 4 – шатун; 5 – ползун.

Структурная схема исполнительного механизма:

Рис. 1. Механизм прижима

Производя геометрический анализ механизма можно записать следующие уравнения.

Кривошип:

Группа ВВВ:

Группа ВВП:

где x,y – координаты соответствующих точек механизма см. рис. 1 (начало координат введено в точке О),

Решая выше указанные уравнения можно определить положение механизма в любой момент времени. Вводя эти уравнения в MVS можно отрисовать механизм в 3D-анимации, задав изменение угла q также можно заставить механизм совершать движение. В этом состоит стационарная часть задачи.

В качестве машинного агрегата рассматривалась схема состоящая из двигателя, передаточного и исполнительного (указанный выше шестизвенник) механизмов (см. рис. 3)

Рис. 3. Схема машины

Решение задачи динамики очень важно так, как в переходных процессах (в нашем случае режиме разгона) возникают достаточно большие нагрузки. После динамического расчета эти нагрузки легко определяются, далее можно судить о работоспособности машины, ее сроке службы и других достаточно важных факторах. Для решения динамической задачи необходимо, как известно записать систему уравнений, состоящую из 1. уравнения Лагранжа второго рода, 2. уравнения динамической характеристики двигателя:

,

где - приведенный момент инерции;

- момент сил сопротивления;

- характеристики движения кривошипа;

- движущий момент;

- постоянная времени двигателя;

- крутизна статической характеристики;

- средняя скорость вращения кривошипа;

- передаточное число (редуктора).

- средний момент сил сопротивления.

Определяя из геометрического анализа аналоги скоростей и ускорений, задавшись всеми необходимыми параметрами решаем приведенную систему.

Решая эти уравнения совместно можно определить закон движения кривошипа и движущий момент на валу двигателя.

Исследование динамики.

При исследовании поведения динамической системы, для наглядности, можно построить графики зависимостей различных физических величин. Например закон движения кривошипа (входного звена механизма см. рис. 4).

Рис. 4. Закон движения

Из этого графика видно как происходит разбег и как происходит выход на установившейся режим. Как происходит изменение закона движения при выполнении машиной, какого либо технологического процесса, например прижима бумаги в резальной машине. Переколебания, которые можно заметить на графике возникают из-за того, что на рабочем ходу машины происходит увеличение момента сил сопротивления, это обстоятельство достаточно просто объяснить. При выполнении технологической операции возникают дополнительные реакции, которые и ведут к росту момента сил сопротивления. Этот момент достаточно хорошо представлен на графике момента сил сопротивления (см. рис. 5):

Рис. 5. Момент сил сопротивления

В MVS момент сил сопротивления представляется в виде:

Mc = -C*Xe1+m2*10*Yc21+m3*10*Yc31+m4*10*Yc41;

где как нетрудно заметить входят моменты от сил тяжести каждого звена, и та самая добавка от технологического процесса.

Реализация задачи в MVS.

Решение задачи в MVS начинается со ввода в специальное окно постоянных и переменных величин, которые необходимо определять по ходу задачи. Далее в окне редактора формул задаются основные уравнения, которые описывают динамическую систему (см. рис. 6). Сюда входят уравнения геометрического анализа (уравнения определения координат, аналогов скоростей и ускорений точек механизма), уравнение Лагранжа второго рода и уравнение динамической характеристики двигателя, о них говорилось выше.

Рис. 6.

Следующим этапом решения задачи является визуализация движения схемы механизма. Модель создается из геометрических примитивов в 3D-анимации, которым задаются координаты, определяющие их положение в пространстве. Графики зависимостей строятся с помощью диаграмм (см. рис. 7).

Рис. 7.

Выводы по работе.

В ходе проделанной работы произошло более тесное знакомство с MVS, решена механическая задача, задача динамики. Проведен расчет переходного процесса, режима разбега.

В начало