基于ANSYS的某旋翼飞行机械臂强度与振动特性研究

作     者：司东亚 余凯平 陈向春 严军 Si Dongya;Yu Kaiping;Chen Xiangchun;Yan Jun

作者机构：陆军炮兵防空兵学院机械工程系合肥230031 

基　　金：陆军炮兵防空兵学院自主立项科研课题(PFXY210101089) 

出 版 物：《机电工程技术》 (Mechanical & Electrical Engineering Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第8期

页      码：197-200,234页

摘      要：为确保某旋翼飞行无人平台上拟安装的多杆机械臂的承载能力和振动特性满足要求,基于ANSYS软件对机械臂应力、变形以及固有振动频率、振型等进行静力学分析和预应力模态分析。结合机械臂实际使用场景,选取地面探高、空中俯视以及极限45°前倾3种不同位姿工况分别进行仿真计算,同时考虑机械臂末端可能搭载不同任务载荷,研究了末端载荷质量对强度和模态的影响规律。静力学分析结果表明:空中俯视位姿工况机械臂应力较另两种位姿工况要大很多,最大应力为111.37 MPa,位于机械臂小臂靠近中关节位置,末端变形量最大为4.59 mm,在设计指标允许范围之内。模态分析结果表明:机械臂振动频率与位姿及末端负载质量有关,不同位姿工况时机械臂固有振动频率不同,且随着末端负载质量增加,各阶次固有振动频率呈下降趋势,前4阶固有振动频率处于旋翼高速运转产生的激振频率区间,实际使用时机械臂有可能发生共振现象,建议提高旋翼工作转速,从而避免共振发生。

主 题 词：多杆机械臂 刚柔耦合 位姿 预应力模态 固有频率 

学科分类：08[工学] 0804[工学-材料学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1009-9492.2023.08.042

馆 藏 号：203123312...