双连杆柔性臂动力学建模与仿真分析方法

"本文主要介绍了基于修正的Craig-Bampton法，使用多体系统动力学软件MSC.ADAMS和有限元分析软件MSC.NASTRAN对双连杆柔性机械臂进行动力学建模和仿真分析的研究。作者们进行了运动学仿真并与刚性机械臂的运动进行了对比，同时对柔性机械臂末端的振动信号进行了频谱分析，证明了该方法在多柔体系统建模和分析中的精确性和高效性。" 本文是一篇工程技术领域的论文，探讨了双连杆柔性机械臂的动力学建模和仿真分析。在现代工业自动化中，柔性机械臂因其在复杂环境下的优越性能而得到广泛应用，然而其动态行为分析相比刚性机械臂更为复杂。作者采用了一种修正的固定界面子结构模态综合法，即 Craig-Bampton 法，这是一种在多体系统动力学中常用的模态分析方法，它能有效地处理大型系统的动力学建模问题。 首先，通过 MSC.NASTRAN 进行有限元分析，对机械臂的结构特性进行建模，提取其固有频率和振型。接着，结合 MSC.ADAMS 进行多体系统动力学仿真，构建出双连杆柔性机械臂的动力学模型。ADAMS 是一款强大的机械系统动态分析工具，能够模拟物体的运动和力的传递，适用于各种机械系统的仿真。 在完成建模后，作者进行了运动学仿真，观察了机械臂的运动轨迹，并与刚性机械臂的运动进行了对比。这种对比有助于理解柔性机械臂在运动过程中的弹性变形及其对运动性能的影响。此外，为了深入研究柔性效应，他们还对机械臂末端的振动信号进行了频谱分析，这有助于识别和量化柔性臂的动态响应，尤其是在高速或重载工况下可能出现的振动问题。 分析结果显示，使用修正的 Craig-Bampton 法结合 ADAMS 和 NASTRAN 进行建模和仿真是一种有效的方法，可以准确地捕捉到双连杆柔性机械臂的动态特性，并且在处理多柔体系统时具有高效率。这种方法对于理解和优化柔性机械臂的设计，以及预测和控制其在实际操作中的动态行为具有重要意义。 关键词涉及的关键技术包括双连杆柔性臂的动态建模、模态综合（特别是 Craig-Bampton 法）、多体系统动力学仿真软件 MSC.ADAMS 以及有限元分析软件 MSC.NASTRAN。这些技术和方法是现代工程领域中进行复杂机械系统分析的重要工具。