Study on Formulation of Constrained Multibody Systems for Dynamic Design of Mechanical Systems

机械系统动态设计约束多体系统的研究

• 批准号: 08650288
• 负责人: SAWANOBORI Takeshi
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Yamanashi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650288/
• 关键词: constrained multibody systems; Kane's dynamical equation; D'Alembert's Principle; dynamic design; physical matrix estimation; driving torque estimation; room air conditioner; dynamic stress of pipe lines; 短時間不規則波制御加振法; モータの動特性; 配管系の動解析; 非ホロノ-ム系

In the present report author investigate modeling and formulation methods in constrained multibody systems and a identification method for analyzing driving and load torques to estimate dynamic behaviors of engineering systems and to improve their design process. The results of the research are used to predict dynamic behaviors of pipe lines of the room air conditioner with the rotary compressor and single phase induction motor taken as an operative example of the dynamic design. The report is composed of six parts : (1) a comparison study of Kane's dynamical equations and D'Alembert's principle in constrained multibody systems, (2) the kinematical and kinetic analysis of the rotary compressor for obtaining exciting forces, (3) estimation of the load torque caused by pressure difference between the discharge chamber and suction chamber, (4) calculation of the dynamic performance of the capacitor start single-phase induction motor, (5) the modeling and formulation of the components-piping coupled system using the finite element method and modal testing method co-operatively. (6) Displacement and stress analyzes of piping lines during steady-state and transient operations.

在本报告中，作者研究了约束多体系统的建模和公式化方法，以及分析驱动和负载扭矩的识别方法，以估计工程系统的动态行为并改进其设计过程。以旋转式压缩机和单相感应电动机为例，对房间空调器管路的动态特性进行了预测。本报告由六个部分组成：（1）约束多体系统Kane动力学方程与D 'Alembert原理的比较研究;（2）旋转式压缩机的运动学和动力学分析，以获得激振力;（3）由排气室和吸气室之间的压差引起的负载转矩的估算;（4）电容起动单相异步电动机的动态性能计算;（5）采用有限元法和模态试验法相结合的方法，建立了元件-管路耦合系统的数学模型。(6)管道在稳态和瞬态运行过程中的位移和应力分析。

项目成果

沢登 健: "圧縮機停止時の空調機配管系の過渡応答" 日本機械学会山梨講演会講演論文集. 10,1997. 53-54 (1997)

Ken Sawato：“压缩机停止时空调管道系统的瞬态响应”日本机械工程师学会山梨会议记录，1997 年 10 月，53-54（1997 年）。

Takeshi Sawanobori, Masanobu Nakamura, Masaru Kogure: "A Basic Study of Improvement of the Accuracy in the Physical Matrix Estimation from Modal Testing Data (in Japanese)" Proceedings of JSME Meeting, held Octorber, 1996, in Kofu, Yamanashi. 25-26

Takeshi Sawanobori、Masanobu Nakamura、Masaru Kogure：“模态测试数据物理矩阵估计精度改进的基础研究（日语）” JSME 会议记录，1996 年 10 月在山梨县甲府市举行。

沢登 健: "ロータリエアコンのシステム同定と真動解析" 日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. 97-10. 329-332 (1997)

Ken Sawato：“旋转式空调的系统识别和真实运动分析”，日本机械工程师学会，机械动力学、仪表和控制讲座论文集 97-10 (1997)。

沢登 健: "ロータリエアコン配管系の過渡解析" 日本機械学会いわき地方講演会講演論文集. 971-1. 71-72 (1997)

Ken Sawato：《旋转式空调管道系统的瞬态分析》日本机械工程师学会和木地区会议论文集 971-1（1997）。

沢登 健, 中村 正信, 小暮 勝: "特性行列の同定精度向上に関する研究(データ精度と処理の回転モード同定に及ぼす影響)" 日本機械学会山梨講演会講演論文集. 10,1996. 25-26 (1996)

Ken Sawanto、Masanobu Nakamura、Masaru Kogure：“提高特征矩阵识别精度的研究（数据精度和处理对旋转模式识别的影响）”日本机械工程师学会山梨会议记录，1996年10月25-。 26 (1996)