Аналитический метод определения внутренних усилий с учетом распределенных динамических нагрузок в звеньях робототехнических систем и механизмов со статически неопределимыми структурами
Ключевые слова:
механизмы, манипуляторы, распределенные инерционные силы, внутренние усилия, динамическое равновесие, податливость звеньев, кинематические параметры, статически неопределимые механизмы, программирование, анимацияАннотация
Разработана методика аналитического определения внутренних усилий в звеньях плоских стержневых механизмов и манипуляторов со статически неопределимыми структурами с учетом распределенных динамических нагрузок, собственного веса и от действующих внешних нагрузок. Выведены динамические уравнения равновесия для дискретной модели элемента под действием поперечных и продольных инерционных нагрузок трапецеидального вида. Также выявлены уравнения равновесия шарнирных и жестких узлов, выраженные через искомые параметры внутренних усилий элементов под влиянием распределенных нагрузок трапецеидального вида. Матрицы податливости элемента получены из энергетических выражений для стержней, так как замена конструкции совокупностью дискретных элементов основывается на равенстве энергии реальной конструкции и ее дискретной модели. По приведенному алгоритму составлены программы в системе MAPLE18 и получены анимации движения механизмов с построением на звеньях интенсивности поперечных и продольных распределенных инерционных нагрузок, изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, зависящие от кинематических характеристик звеньев.
