旋转压实仪的动力学分析及参数设计

摘要

旋转压实仪是通过压实、揉搓的方式成型沥青混合料的设备，其目的是为了得到满足一定体积指标和力学性能的沥青混合料试件。由它成型沥青混合料试件能较好地符合实际工程中沥青混合料的成型方式，能较好地预测路面的长期性能。目前旋转压实仪样机上，由于机械加工和装配精度上的不足，导致压实仪在旋摆过程中旋摆角的波动与设计要求差距较大，这个旋摆角的波动直接影响到了控制器对压实力的控制。针对以上问题，本文对旋转压实仪的旋摆机构进行了全面的研究。 介绍了旋转压实仪的工作原理以及机构组成，应用齐次坐标变换对空间旋摆机构运动规律进行分析，并应用MATLAB和MAPLE软件对所得符号方程进行数值求解，得到刚体状态下空间旋摆机构的运动规律。 运用具有代表性的虚拟样机软件ADAMS，针对旋转压实仪中的运动机构(空间旋摆机构)进行动力学分析，包括柔性机构的建模，对机构的相关参数(包括构件的尺寸、装配位置、材料属性以及柔性体参数)进行修改，探索影响其动态特性的关键因素，为实现旋转压实仪数字化建模与控制提供理论与实践基础。 基于ADAMS自身强大的二次开发功能，为实现旋摆机构中结构参数的修改，在ADAMS中定制修改构件参数对话框，以实现构件尺寸和装配位置的调整。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1旋转压实仪的发展历史与应用、研究现状

1.1.1发展历史

1.1.2应用、研究现状

1.2本课题中应用软件ADAMS的介绍

1.3本课题的主要研究内容

1.4本课题的研究目的及意义

第二章旋转压实仪的机构及运动规律分析

2.1旋转压实仪的机构简介

2.1.1旋摆机构示意

2.1.2压实机构示意

2.2旋转压实仪的工作原理

2.3旋转压实仪的技术参数

2.4利用齐次坐标变换分析旋摆机构

2.4.1齐次坐标

2.4.2齐次变换矩阵

2.4.3旋摆机构分析

2.5求解齐次坐标变换矩阵

2.5.1 Maple简介

2.5.2求解方程

2.5.3结果分析

2.6本章小结

第三章机械系统动态仿真技术

3.1机械系统动态仿真技术概述

3.2机械系统动态仿真技术的相关技术

3.3虚拟样机仿真分析基本步骤

3.4旋转压实仪仿真模型的参数准备

3.4.1运动学参数

3.4.2特性参数

3.5本章小结

第四章旋转压实仪的机构仿真

4.1 ADAMS软件基本模块简介

4.1.1用户界面模块(ADAMS/View)

4.1.2后处理模块(ADAMS/PostProcessor)

4.2刚性旋摆机构的运动学仿真

4.2.1刚性旋摆机构建模

4.2.2刚性旋摆机构仿真分析

4.2.3理论计算与仿真结果比较

4.2.4结论

4.3柔性旋摆机构的动力学仿真

4.3.1 ADAMS/AutoFlex模块简介

4.3.2柔性旋摆机构几何模型的建立

4.3.3柔性旋摆机构仿真分析

4.4本章小结

第五章修改构件参数界面的二次开发

5.1 ADAMS二次开发功能简介

5.1.1定制菜单

5.1.2定制对话框

5.2参数化模型

5.2.1创建设计变量

5.2.2参数化设计点

5.2.3参数化构件

5.3定制界面

5.3.1创建修改构件的参数对话窗

5.3.2修改菜单栏

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2问题与展望

6.2.1存在的不足

6.2.2展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢