机械运动过程的计算机模拟

摘要

通常，研究外力对机器所作的功与机器运动关系的问题，在运动分析和力分析中原动件的运动都是已知的匀速运动，或是将原动件假设为已知的匀速运动为前提。然而，例如抽油机，实际是原动件的运动规律是作用在机器上的外力和原动件位置以及机器各运动构件的质量与转动惯量等参变数的函数。只有确定了机器在已知力和力矩作用下其原动件的运动规律后，才能求出其它构件的真实运动。这对于在设计新机器或分析现有机构的工作性能时，为了确定它的工作稳定性、它的真实的构件惯性力和运动副中反作用力、以及它的真实的最大速度和最大加速度等都是十分需要的。 本文即通过机构运动与动力学的知识，研究作用在机器上的力与机器运动的定量关系，探求机器运动的实际规律。 针对这种思想，从现场实际出发，以油田应用比较广泛的CYJ10-3-53HB型游梁式抽油机为例，综合运用了机构运动与动力学、数值迭代法和数值差分方法等方面的理论知识，采用VisualBasic语言进行编程，计算出曲柄运动不同位置时，抽油机悬点及曲柄轴的速度，加速度；抽油机曲柄轴的扭矩等运动、动力学参数，并绘制出运动、动力参数曲线。在对原机的运动、动力学分析基础上，通过给抽油机增加调节装置对抽油机进行改造。最后，进行改造机和原机相关参数、曲线的对比、计算，从而得出结论。 本文从抽油杆柱系统的力学分析入手，建立了抽油杆柱一维振动模型，不仅有利于研究抽油杆的受力及运动规律，更为有效地研究抽油泵的工作行为奠定了坚实的理论基础。本文采用的分析方法，可以求得在外力作用下机械的真实运动。它从微观角度分析原动件的真实运动，从而提高原动件的性能，如设计机、电控制系统，使电动机保持均恒的转矩或均恒的转速，就可以使电动机发挥更大的效益。这是保证设备能安全生产，可靠的运行，提高其使用寿命所必须的。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章连杆机构的动力学分析

第三章抽油机运动过程模拟

第四章抽油杆柱振动力学模型的建立及求解

结论

致谢

参考文献

附录 抽油机运动模拟程序