旋转弹簧振动系统持续预载键合图建模与仿真验证

本文主要探讨了含持续预载的旋转弹簧振动系统在键合图建模与仿真中的技术挑战与解决方案。键合图是一种用于描述多体系统动态行为的数学工具，但传统键合图方法在处理弹簧初始载荷的添加和保持方面存在困难。文章以含持续预载的旋转弹簧振动系统作为研究对象，这种预载通常在弹簧开始工作前就已经存在，会对系统的动态性能产生显著影响。 作者唐进元和陈海锋利用了两个容性元件来模拟这种持续预载，通过引入额外的电感或电容性质，将弹簧的初始状态转化为可以被键合图语言理解的形式。他们依据振动系统的拉格朗日方程，构建了一个完整的键合图模型，这个模型能够准确反映系统的机械运动和能量转换。 为了验证模型的有效性，他们采用了20-sim仿真软件对含有持续预载和不含预载的两种模型进行了仿真。仿真结果表明，预载的存在确实改变了质量块的振动特性，如频率、振幅和响应时间等。同时，这种模型的建立对于理解和预测实际系统的行为至关重要。 为了进一步确认键合图模型的正确性，他们还使用了更高级的动力学仿真软件ADAMS进行比较分析。通过对比两种软件的仿真结果，研究发现，含持续预载的键合图模型能够准确地再现系统的动力学行为，从而证明了模型的有效性和适用性。 本文的研究不仅解决了键合图建模中的技术难题，也为工程设计和系统分析提供了一种有效的方法，特别是在涉及预加载和动态响应的系统中。这项工作的研究成果对于振动控制、机械工程、航空航天等领域具有实际应用价值，展示了键合图理论在复杂系统动力学分析中的强大潜力。