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2025-09-29
运动系统仿真模型设计与分析
【摘要】：基于多刚体系统动力学理论，采用虚拟样机技术建立内燃机整机运动机构的多刚体系统模型，如图2.1所示。表2.1主要部件间的约束关系图2.2小型转子发动机运动部件简化模型将简化的零件模型导入动力学计算分析软件ADAMS中，此时装配模型处于自由状态，需要通过建立约束条件限制零部件的相对运动。约束是为了确定两个部件间的相对运动关系，使之按设计的方式运动，使得系统中的各个部件共同组成一个有机整体。
基于多刚体系统动力学理论，采用虚拟样机技术建立内燃机整机运动机构的多刚体系统模型，如图2.1所示。该模型将小型转子发动机各个零部件均假设为刚体，不考虑其弹性变形对整个系统的影响。因此该多刚体系统模型只能粗略仿真运动机构的运动学特性。
小型转子发动机的实际结构较为复杂，为了减少分析计算时间，根据圣维南原理对系统进行适当的简化，去除不参与运动的气缸、前后端盖、法兰等零件，只保留偏心轴、转子、密封片、齿轮齿圈、配重、轴承[3]。小型转子发动机运动部件简化模型如图2.2所示。
图2.1 小型转子发动机几何模型
图2.2 小型转子发动机运动部件简化模型
将简化的零件模型导入动力学计算分析软件ADAMS中，此时装配模型处于自由状态，需要通过建立约束条件限制零部件的相对运动。(https://www.chuimin.cn)
（1）设置建模环境。创建一个新的模型文件，设置系统单位制为mm/kg/s，即毫米/千克/秒。同时，设置重力加速度为9 806.65mm/s2，方向为y轴负方向。
（2）导入装配体三维模型。将小型转子发动机三维运动部件简化模型导入ADAMS中。
（3）设置构件的本质属性。比如对模型的材料属性、质量信息和惯量参数等的修改和设置。在设置好材料属性后，系统会自动计算各构件的质量和惯量参数。
（4）添加部件之间的约束关系。约束是为了确定两个部件间的相对运动关系，使之按设计的方式运动，使得系统中的各个部件共同组成一个有机整体。主要部件间的约束关系如表2.1所示。
表2.1 主要部件间的约束关系
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