斯特林机菱形传动机构动力学建模与刚柔耦合问题求解

摘要

目前斯特林机的数字化样机广泛采用多刚体力学理论建立,忽略了运动过程中传动构件的弹性变形与内应力作用,难以准确反映斯特林机及菱形传动机构的真实工作过程.针对斯特林机及菱形传动机构复杂的运动学与动力学特性,基于三维建模技术、有限元方法和多体动力学理论建立其菱形传动机构的刚柔耦合模型.通过刚柔耦合动力学问题求解,获得了配气活塞和动力活塞的位移、速度、加速度等运动规律,分析了柔性化连杆对斯特林机配气活塞与动力活塞运动过程的影响,验证了斯特林机在启动阶段的波动情况.分析结果为深入分析连杆应力应变动态响应提供了更加准确的边界条件,也为斯特林机结构开发与优化设计提供了借鉴方法.