计算机仿真技术在航空断路器产品分析中的应用

副标题#e#    对制造业而言，保证复杂结构产品的制造质量、优化设计、加快产品更新、提高产品性能，同时尽量减少试验风险是永恒的主题。产品虚拟样机设计是达到上述目标的基础，虚拟样机的运动与动力学分析、结构强度分析，对产品的设计与性能优化具有巨大的指导意义。
   
    工程中的对象是由大量零部件构成的系统，在对它们进行优化与性能分析时可分为两大类：一类称为结构，其特征是在正常情况下构件间没有相对运动，人们关心的是这些结构在承受载荷时的强度、刚度与稳定性；另一类称为机构，特征是系统在运行过程中，零、部件间存在相对运动，一个复杂的力学系统通过零、部件间的相互约束关系即运动副连接起来，工程上也称为多体系统。
   
    1复杂机械需考虑的问题
   
    1．1机械系统中的运动学问题
   
    在不考虑系统运动起因的情况下，研究各部件的位置、姿态、位移变化、速度与加速度的关系，称为系统的运动学分析，其数学模型为各部件的位置与姿态坐标的非线性代数方程，以及速度与加速度的线性代数方程。如某型系列断路器的杠杆绕圆柱头螺钉旋转的问题，绕过计算金属丝热膨胀而简化为运动学问题。
   

    1．2机械系统中的静力学问题
   
    当系统受到静载荷时，确定在运动副制约下的系统平衡位置以及运动副静反力，这类问题称为系统的静力学分析，如断路器各零部件在接通或断开状态下的力学分析。
   
    1．3机械系统中的运动学正、逆混合问题
   
    航空断路器产品最关心的问题是讨论载荷与系统运动的关系问题，即动力学问题。研究复杂机械系统在载荷作用下各部件的动力学响应是工程设计中的重要问题。已知外力求系统运动的问题归结为求非线性微分方程的积分，称为动力学正问题；已知系统的运动确定运动副动反力的问题是系统各部件强度分析的基础，这类问题称为动力学逆问题。总之，现代的机械系统离不开控制技术，即系统的部分构件受控，当它们按某已知规律运动时，讨论在外载荷作用下系统其他构件如何运动。这类问题称为动力学正逆混合问题。
   
    航空断路器产品的性态分析问题可归结为对复杂的机械系统的分析，对上面提到的三方面的问题需要进行综合分析、解决。