teza de doctorat, 2008, florian ion t. petrescu

Download Teza de doctorat, 2008, Florian Ion T. Petrescu

Post on 06-Apr-2016

247 views

Category:

Documents

13 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Universitatea Politehnică din Bucureşti Facultatea de Ingineria şi Managementul Sistemelor Tehnologice Catedra de „Teoria Mecanismelor şi a Roboţilor” Teza de doctorat: „CONTRIBUŢII TEORETICE ŞI APLICATIVE PRIVIND DINAMICA MECANISMELOR PLANE CU CUPLE SUPERIOARE” „Theoretical and Applied Contributions About the Dynamic of Planar Mechanisms with Superior Linkages”

TRANSCRIPT

  • ContribuiiteoreticeiaplicativeprivinddinamicamecanismelorplanecucuplesuperioareFlorianPETRESCUtezdoctorat2008

    1

    P

    O1

    K1

    n

    n

    t

    t

    1 1

    rb1

    rp1

    Fm

    F

    F

    v1

    v12

    v2

    1

    1

    0

    2

    Universitatea Politehnic din Bucureti Facultatea de Ingineria i Managementul Sistemelor Tehnologice

    Catedra de Teoria Mecanismelor i a Roboilor

    Teza de doctorat:

    CONTRIBUII TEORETICE I APLICATIVE PRIVIND DINAMICA MECANISMELOR PLANE

    CU CUPLE SUPERIOARE

    Theoretical and Applied Contributions About the Dynamic of Planar Mechanisms with

    Superior Linkages

    Conductor tiinific: Doctorand: Prof. Dr. Ing. Asist. Ing. Pun ANTONESCU Florian Ion PETRESCU

    Bucureti -2008-

    -4-3-2-1012

    34

    0 50 100 150 200

    Vclasic[m/s]Vprecis[m/s]

    -4000-3000-2000-1000

    010002000300040005000

    0 50 100 150 200

    a2clasic[m/s2]a2precis[m/s2]

    265270275280285290295300305310315320

    0 1 2 3

    WD [s-1] [s-1]

    [rad]

    0 AA

    B

    A-

    Fn, vn

    Fm, vm

    Fa, va

    Fi, viFn, vn

    Fu, v2

    B

    B0

    A0

    A

    O

    x

    e

    s0

    rb

    r0

    rArB

    s

    n

    C

    rb

    -4000

    -2000

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    0 50 100 150 200

    a[m/s2]1317.04s*k[mm] k=

    n=5200[rot/min] u=75 [grad] k=50 [N/mm] r0=15 [mm] x0=20 [mm] hs=6 [mm] hT=6 [mm] i=1;=8.1% legea: sin-0y=x-sin(2x)/(2)

    Analiza dinamic la cama rotativ cu tachet translant plat - A8amax=9400

    s max =5.68

    amin= -3000 -40

    -30

    -20

    -10

    0

    10

    20

    30

    40

    -40 -20 0 20 40

    Profil cam-sens rotatie orar-deci profilul din dreaptaeste cel de urcare. Modul clasic C.

    Suport o turatien=5500[rot/min] u=c=40[grad] r0=29 [mm] hT=7 [mm] =11.2% legea: C4P-1 y=2x-x2

    yc=1-x2

    0

    A

    A

    2

    B

    Fn, vn

    Fm, vmFa, va

    Fc, vc

    Fn, vnFu, vu

    B

    B0

    A0

    x

    rbr0

    rA

    rB

    A

    B

    O D

    0d

    b

    b

    r0

    G

    B

    O D

    d

    A

    A0

    B0

    H

    I

    l

    bG0

    l..r

    Mm x

    1

    2

  • ContribuiiteoreticeiaplicativeprivinddinamicamecanismelorplanecucuplesuperioareFlorianPETRESCUtezdoctorat2008

    2

    CUP C U P R I N S

    COPERTA (cu titlul lucrrii): CONTRIBUII TEORETICE I APLICATIVE PRIVIND pag. DINAMICA MECANISMELOR PLANE CU CUPLE SUPERIOARE 001 CUPRINS 002 INTRODUCERE 004 PARTEA I-a: CONTRIBUII TEORETICE I APLICATIVE PRIVIND DINAMICA MECANISMELOR CU CAME, TACHEI I SUPAPE 006 1. UN SCURT ISTORIC AL MECANISMELOR DE DISTRIBUIE LEGAT DE ISTORICUL MOTORULUI OTTO I DE CEL AL AUTOMOBILULUI 007 1.1. Apariia i dezvoltarea motoarelor cu ardere intern, cu supape, de tip Otto sau Diesel 007 1.2. Primele mecanisme cu supape 007 1.3. Primele mecanisme cu came 008 1.4. Mecanismele de distribuie prezentare general 008 2. MODELE DINAMICE ALE MECANISMELOR CU CAME 011 2.1. Model dinamic cu un grad de libertate, cu dubl amortizare intern 011 2.2. Model dinamic cu dou grade de libertate, fr amortizare intern 011 2.3. Model dinamic cu un grad de libertate cu amortizare intern i extern 012 2.4. Model dinamic cu un grad de libertate, innd cont de amortizarea intern a resortului supapei 012 2.5. Model dinamic cu dou grade de libertate, cu dubl amortizare 012 2.6. Model dinamic cu patru grade de libertate, cu vibraii torsionale 013 2.6.1. Model dinamic monomasic amortizat 014 2.6.2. Model dinamic bimasic amortizat 014 2.6.3. Model dinamic monomasic cu vibraii torsionale 014 2.6.4. Influena vibraiilor transversale 015 2.7. Model dinamic cu patru grade de libertate, cu vibraii de ncovoiere 016 2.8. Modele dinamice cu amortizare intern variabil 018 2.8.1. Model dinamic cu un grad de libertate, cu amortizarea intern a sistemului - variabil 018 2.8.1.1. Determinarea coeficientului de amortizare al mecanismului 018 2.8.1.2. Determinarea ecuaiilor de micare 020 2.8.2. Model dinamic cu patru grade de libertate, cu amortizarea intern a sistemului - variabil 021 2.8.2.1. Ecuaiile de micare pentru modelul dinamic cu patru mase 022 3. DINAMICA GENERAL A MECANISMELOR CU CAM I TACHET, EXEMPLIFICAT PE MECANISMUL CLASIC DE DISTRIBUIE 024 3.1. Cinematica exact, la mecanismul clasic de distribuie 024 3.2. Randamentul mecanic la modulul clasic C 028 3.3. Sinteza profilului camei, la modulul clasic C 030 3.4. Rezolvarea aproximativ a ecuaiei de micare Lagrange 031 3.5. Rezolvarea ecuaiei difereniale, (cea care a fost obinut la paragraful 2.8.1.) 033 3.5.1. Rezolvarea ecuaiei difereniale, printr-o soluie particular 033 3.5.2. Rezolvarea ecuaiei difereniale, printr-o soluie particular complet 034 3.5.3. Rezolvarea ecuaiei difereniale, cu ajutorul dezvoltrilor n serie Taylor 035 3.5.4. Rezolvarea ecuaiei difereniale, n doi pai 036 3.6. Prezentarea unei ecuaii difereniale, (model dinamic), care ine cont de masa camei 036 3.7. Determinarea anticipat a vitezei dinamice reduse i a acceleraiei dinamice reduse la axa supapei 038 3.7.1. Determinarea anticipat aproximativ a vitezei reduse i a acceleraiei reduse a supapei 039 3.7.2. Determinarea anticipat precis a vitezei reduse i a acceleraiei reduse a supapei 040 3.7.3. Determinarea anticipat, precis, a vitezei reduse i a acceleraiei reduse a supapei, prin metoda cu diferene finite 042 3.7.4. Determinarea anticipat i precis a vitezei reduse i a acceleraiei reduse a supapei, utiliznd modelul dinamic care ia n calcul i masa m1 a camei 043 3.8. Model dinamic cu integrare 044 3.9. Rezolvarea ecuaiei difereniale prin, integrare direct i obinerea ecuaiei mam 046 3.9.1. Rezolvarea ecuaiei difereniale, mam, prin utilizarea ipotezei statice 047 3.9.1.1. Rezolvarea ecuaiei difereniale,mam, prin utilizarea ipotezei statice, prin rezolvarea obinuit a ecuaiei de gradul II, n x 047 3.9.1.2. Rezolvarea ecuaiei difereniale,mam, cu ajutorul ipotezei statice, prin utilizarea diferenelor finite 048 4. ANALIZA DINAMIC LA MECANISMUL CLASIC DE DISTRIBUIE 050 4.1. Analiza dinamic, pentru legea sinus, cu ajutorul relaiei (3.107), bazat pe dezvoltrile n serie Taylor i pe modelul dinamic-A1, cu amortizare intern variabil, fr considerarea masei m1 a camei 050 4.2. Analiza dinamic, pentru legea sinus, cu ajutorul relaiei (3.107), bazat pe modelul dinamic cu amortizare intern variabil, fr considerarea masei m1 a camei, cu rezolvarea ecuaiei difereniale n doi pai 050 4.3. Analiza dinamic, pentru legea sinus, cu ajutorul relaiei (3.124), cu considerarea masei m1 a camei 051 4.4. Analiza dinamic, pentru legea sinus, cu ajutorul relaiilor (3.139), (3.140), (3.141), pentru modelul dinamic fr

  • ContribuiiteoreticeiaplicativeprivinddinamicamecanismelorplanecucuplesuperioareFlorianPETRESCUtezdoctorat2008

    3

    considerarea masei m1 a camei, cnd se aplic o metod de determinare anticipat, aproximativ, a vitezei i acceleraiei reduse, ambele reduse la supap 051 4.5. Analiza dinamic, pentru legea sinus, cu ajutorul relaiilor (3.143-3.146), pentru modelul dinamic fr considerarea masei m1 a camei, cnd se aplic o metod de determinare anticipat, precis, a vitezei i acceleraiei reduse la supap 052 4.6. Analiza dinamic, pentru legea sinus, cu ajutorul relaiilor (3.168, 3.169, 3.162), pentru modelul dinamic cu considerarea masei m1 a camei, cnd se aplic o metod de determinare anticipat, precis, a vitezei i acceleraiei reduse la supap 053 4.7. Analiza dinamic, cu ajutorul relaiilor (3.186-3.187), pentru modelul dinamic cu integrare, fr considerarea masei m1 a camei 053 4.8. Analiza dinamic, cu ecuaia mam, obinut prin ipoteza static (3.196), cu rezolvarea normal a ecuaiei de gr. II, (3.198, 3.200) 054 4.9. Analiza dinamic, cu ecuaia mam, obinut prin ipoteza static (3.196), rezolvnd ecuaia de gr. II, prin diferene finite (3.204, 3.205) 054 4.10. Analiza dinamic, cu ecuaia mam, obinut prin ipoteza static (3.196), prin diferene finite cu relaiile (3.203, 3.206) 055 5. DINAMICA, MECANISMULUI DE DISTRIBUIE CU TACHET DE TRANSLAIE CU ROL (MODUL B) 057 5.1. Prezentare general 057 5.2. Relaiile pentru trasarea profilului camei 058 5.3. Cinematica exact la modulul B 058 5.4. Determinarea randamentului la modulul B 061 5.5. Determinarea funciei de transmitere, D, la modulul B 061 5.6. Dinamica modulului B 062 5.7. Analiza dinamic la modulul B 062 6. DINAMICA, MECANISMULUI DE DISTRIBUIE CU TACHET BALANSIER CU ROL (MODUL F) 073 6.1. Prezentare general 073 6.2. Determinarea unghiului de presiune, 075 6.3. Determinarea unghiului de presiune suplimentar (intermediar), 076 6.4. Cinematica de baz la Modulul F 077 6.5. Relaiile pentru trasarea profilului camei, la Modulul F 079 6.6. Determinarea randamentului la mecanismul cu cam rotativ i tachet balansier cu rol, ( Modul F) 079 6.7. Determinarea funciei de transmitere a micrii, la mecanismul cu cam rotativ i tachet balansier cu rol 081 6.8. Dinamica la Modulul F 082 6.9. Analiza dinamic a modulului F 083 7. DINAMICA, MECANISMULUI DE DISTRIBUIE CU TACHET BALANSIER PLAT (MODUL H) 086 7.1. Prezentare general 086 7.2. Dinamica la Modulul H 087 7.3. Analiza dinamic a modulului H 088 Bibliografie (la partea I-a)