Modelado de la dinámica de acoplamiento rígido-flexible del mecanismo espacial de manivela-deslizador basado en la formulación de coordenadas nodales absolutas
Autores: Wang, Xiaoyu; Wang, Haofeng; Zhao, Jingchao; Xu, Chunyang; Luo, Zhong; Han, Qingkai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado de la dinámica de acoplamiento rígido-flexible del mecanismo espacial de manivela-deslizador basado en la formulación de coordenadas nodales absolutas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Influencia
Piezas de cumplimiento
Sistemas multicuerpo espaciales
Ecuación dinámica de acoplamiento rígido-flexible
Método de elementos finitos
Método de multiplicadores de Lagrange
No linealidad
Módulo elástico
Dinámica
Fuerzas de reacción
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Para estudiar la influencia de las piezas de cumplimiento en los sistemas multicuerpo espaciales, se establece una ecuación dinámica de acoplamiento rígido-flexible de un mecanismo espacial de manivela-deslizador basado en el método de elementos finitos. Específicamente, se utiliza la formulación de coordenadas nodales absolutas (ANCF) para formular un elemento de cable flexible tridimensional de dos nodos. La ecuación dinámica de acoplamiento rígido-flexible del mecanismo se deriva mediante el método de multiplicadores de Lagrange y se resuelve mediante el método alfa generalizado y el método de iteración de Newton-Raphson combinados. La comparación de la respuesta cinemática y dinámica entre el sistema de acoplamiento rígido-flexible y el sistema rígido puro implica que la parte flexible causa cierto grado de no linealidad y reduce las fuerzas de reacción de las articulaciones. El módulo de elasticidad de la parte flexible también es importante para la dinámica del sistema multicuerpo rígido-flexible. Con un módulo de elasticidad más pequeño, la precisión del movimiento y las fuerzas de reacción disminuyen.
Descripción
Para estudiar la influencia de las piezas de cumplimiento en los sistemas multicuerpo espaciales, se establece una ecuación dinámica de acoplamiento rígido-flexible de un mecanismo espacial de manivela-deslizador basado en el método de elementos finitos. Específicamente, se utiliza la formulación de coordenadas nodales absolutas (ANCF) para formular un elemento de cable flexible tridimensional de dos nodos. La ecuación dinámica de acoplamiento rígido-flexible del mecanismo se deriva mediante el método de multiplicadores de Lagrange y se resuelve mediante el método alfa generalizado y el método de iteración de Newton-Raphson combinados. La comparación de la respuesta cinemática y dinámica entre el sistema de acoplamiento rígido-flexible y el sistema rígido puro implica que la parte flexible causa cierto grado de no linealidad y reduce las fuerzas de reacción de las articulaciones. El módulo de elasticidad de la parte flexible también es importante para la dinámica del sistema multicuerpo rígido-flexible. Con un módulo de elasticidad más pequeño, la precisión del movimiento y las fuerzas de reacción disminuyen.