现代机械不断向高速、轻质、高精度、高效率、智能化方向发展,这给机械系统研究提出了更高的要求,由此引出了机械动力学方面的新课题。计算机及其相应技术的发展为机械系统动力学分析提供了一个有效的手段,系统数字仿真技术正以它不可比拟的优越性,广泛运用到机械系统动力学分析中。 机构动平衡问题是机械动力学中的重要课题之一。一般在研究机构动平衡问题时,大多是通过建立解析关系进行求解,这种方法比较适应于解决简单结构且仅含规则构件的机构动平衡问题,在平衡优化时要求优化变量与优化目标之间具有显式的解析关系。而基于仿真的方法可以更方便地解决诸如杆件截面形状不规则的复杂机构的动平衡问题,优化目标与优化变量不易得到显式解析关系的问题也可以得到解决。 针对某真实动平衡实验系统,应用三维实体造型软件与多体动力学仿真软件,完成了机构动平衡仿真模型的建模。本文利用计算机仿真手段,设计了一种更为方便、实用的机构动平衡优化仿真流程,实现了基于仿真的机构动平衡的研究,达到了满意的效果。同时,考虑到实际构件的弹性和实物模型中振动量的测量,引入了柔体构件,做了含柔体的机构动平衡仿真。本文的这种分析方法不但可以起到趋势性预测的效果,还能够获得更加精确的仿真。这种方法为含有复杂构件的机构动平衡的研究提供了一种有效的求解途径,并对进一步的实验设计提供了指导。 针对现有动平衡的研究,均没有考虑转速与外载荷的影响,文章分别对考虑转速与外载的这两种情况作了研究与分析,得到了一些比较实用的结论。最后,还完成了动平衡机械系统模型与控制系统模型的联合仿真,体现了联合仿真的优点,为进一步更复杂的机电液联合仿真奠定了基础。