解 用计算机进行运动分析和力分析的计算框图如图121.docx
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解用计算机进行运动分析和力分析的计算框图如图121
12.3平面连杆机构的运动分析与动态静力分析示例
在图12.9所示的六杆机构中,已知l1=0.12m,l3=l4=0.6m,l6=0.38m;曲柄1逆时针方向等速旋转,1=18.012rad/s;构件质量m3=20kg,m4=15kg,m5=62kg,构件1、2的质量忽略不计;质心位置lCS3=0.3m,lDS4=0.3m,质心S5在点E;构件3、4绕质心的转动惯量JS3=0.11kg·m2,JS4=0.18kg·m2;该机构在工作行程时,滑块5受生产阻力Fr=110N。
求:
1)曲柄回转一周过程中,滑块5的位移sE、速度vE、加速度aE及构件3、4的角速度3、4,角加速度3、4;2)各运动副中的反力及应加在原动件AB上的平衡力矩Mb。
解用计算机进行运动分析和力分析的计算框图如图12.10所示。
现用VB6.0编程求解,具体方法如下:
在VB6.0集成开发环境下(如图12.11所示),打开文件菜单,用鼠标点击“新建工程”项显示“新建工程”窗口(如图12.12所示),在窗口内用鼠标点击“标准EXE”图标,然后再点击“确定按钮”回到集成开发环境主窗口。
打开“视图(V)”菜单,用鼠标点击“对象窗口”项弹出“Form1”窗口(如图12.13所示),在“Form1”窗口内右击鼠标,从弹出的菜单中用鼠标点击“属性窗口(R)”按钮,此时又弹出“属性-Form1”窗口,点击“属性-Form1”窗口中的“按分类序”按钮,将表中的“Caption”参数设为“运动分析示例”;“Visible”属性参数设为“True”;“Height”属性参数设为“7140”;“Left”属性参数设为“0”;“Top”属性参数设为“0”;Wdith”属性参数设为“11265”(如图12.14所示);点击“属性-Form1”窗口中的“X”按钮,关闭“属性-Form1”窗口;点击“运动分析示例”窗口的最大化按钮,展开“运动分析示例”窗口(如图12.15所示);用工具箱上的文本框控件在“运动分析示例”窗口上建立一个“文本框(Text1)”,在“文本框(Text1)”内右击鼠标,从显示的菜单中用鼠标点击“属性窗口(R)”按钮,此时显示“属性Text1”的“Text1TextBox”窗口(如图12.16所示);将表中“MultiLine”属性参数设为“True”;“ScrollBars”属性参数设为“2-Vertical”;“Height”属性参数设为“5020”;“Left”属性参数设为“480”;“Top”属
性参数设为“240”;“Wdith”属性参数设为“3855”,关闭“Text1TextBox”窗口;用工具箱上的图片(PicturnBox)框控件在“运动分析示例”窗口上建立一个“图片框(PicturnBox)”,在“图片框(PicturnBox)”内右击鼠标,从显示的菜单中用鼠标点击“属
性窗口(R)”按钮,
此时显示“(PicturnBox)”窗口(如图所示);将表中“BackColor”属性参数设为“活动标题栏文体”;“Height”属性参数设为“5055”;用工具箱上的图片(PicturnBox)框控件在“运动分析示例”窗口上建立一个“图片框(PicturnBox)”,在“图片框(PicturnBox)”内右击鼠标,从显示的菜单中用鼠标点击“属性窗口(R)”按钮,此时显示“(PicturnBox)”窗口(如图所示);将表中“BackColor”属性参数设为“活动标题栏文体”(如图12.17所示);“Height”属性参数设为“5055”;“Left”属性参数设为“4800”;“Top”属性参数设为“240”;“Wdith”属性参数设为“6015”(如图12.18所示),关闭“PicturnBox”窗口;
用工具箱上的命令按钮(CommamdButton)框控件在“运动分析示例”窗口上建立两个命令按钮Commamd1和Commamd2(如图12.19所示),在“命令按钮Commamd1”内右击鼠标,从显示的菜单中用鼠标点击“属性窗口(R)”按钮,此时显示“CommamdButton”属性窗口,将表中“Caption”属性参数设为“分析结果”(如图12.20所示);同理将命令按钮Commamd2的“Caption”属性参数设为“画运动线图”,结果如图12.21所示。
用鼠标双击“分析结果”按钮,展开PrivateSubCommand1_Click()过程,并将PrivateSubCommand1_Click()改成如下内容(如图12.22所示):
PrivateSubCommand1_Click()
Dimb(6),c(6),d(3),tAsString
pai=Atn(1#)*4/180
Forfi=0To360Step10
Fi1=fi*pai
Call单杆运动分析子程序(0,0,0,0,0,0,0.12,0,Fi1,18.01179788,0,_
xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy)
CallRPR运动分析子程序(1,0,-0.38,0,0,0,0,xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy,_
0,0.6,xD,yD,vDx,vDy,aDx,aDy,fi3,omega3,epsilon3,sr,vsr,asr)
CallRRP运动分析子程序(1,xD,yD,vDx,vDy,aDx,aDy,0,0,0,0,0,0,_
0.6,0,0,0,xE,yE,vEx,vEy,aEx,aey,fi4,omega4,epsilon4,sr,vsr,asr)
Call单杆运动分析子程序(0,-0.38,0,0,0,0,0.3,0,fi3,omega3,epsilon3,_
xS3,yS3,vS3x,vS3y,aS3x,aS3y)
Call单杆运动分析子程序(xD,yD,vDx,vDy,aDx,aDy,0.3,0,fi4,omega4,epsilon4,_
xS4,yS4,vS4x,vS4y,aS4x,aS4y)
CallRRP杆组力分析子程序(xS4,yS4,xE,yE,xD,yD,xE,yE,0,_
aS4x,aS4y,aEx,aey,epsilon4,0,15,62,0.18,0,_
0,-15*9.81,110,-62*9.81,0,0,b(),xN,yN)
T3=-b
(1)*(yD-yS3)+b
(2)*(xD-xS3)
CallRPR杆组力分析子程序(xB,yB,xS3,yS3,0,-0.38,xB,yB,fi3,_
aBx,aBy,aS3x,aS3y,epsilon3,0,20,0,0.11,_
0,0,b
(1),b
(2)-20*9.81,0,T3,c(),xN,yN)
Call单杆力分析子程序(0,0,0,0,xB,yB,0,0,_
0,0,0,0,0,c
(1),c
(2),0,d())
t=t+"Fi1="+Str(fi)+vbCrLf
t=t+"xE(m)="+Str(xE)+vbCrLf
t=t+"vE(m/S)="+Str(vEx)+vbCrLf
t=t+"aE(m/S2)="+Str(aEx)+vbCrLf
t=t+"omega3(rad/S)="+Str(omega3)+vbCrLf
t=t+"omega4(rad/S)="+Str(omega4)+vbCrLf
t=t+"epsilon3(rad/S)="+Str(epsilon3)+vbCrLf
t=t+"epsilon4(rad/S)="+Str(epsilon4)+vbCrLf
t=t+vbCrLf
t=t+"Mb(N.m)="+Str(d(3))+vbCrLf
t=t+"F61x(N)="+Str(d
(1))+vbCrLf
t=t+"F61y(N)="+Str(d
(2))+vbCrLf
t=t+"F12x(N)="+Str(c
(1))+vbCrLf
t=t+"F12y(N)="+Str(c
(2))+vbCrLf
t=t+"F32x(N)="+Str(c(3))+vbCrLf
t=t+"F32y(N)="+Str(c(4))+vbCrLf
t=t+"F43x(N)="+Str(b
(1))+vbCrLf
t=t+"F43y(N)="+Str(b
(2))+vbCrLf
t=t+"F54x(N)="+Str(b(3))+vbCrLf
t=t+"F54y(N)="+Str(b(4))+vbCrLf
t=t+"F65x(N)="+Str(b(5))+vbCrLf
t=t+"F65y(N)="+Str(b(6))+vbCrLf
t=t+"F63x(N)="+Str(c(5))+vbCrLf
t=t+"F63y(N)="+Str(c(6))+vbCrLf
t=t+vbCrLf
Nextfi
Text1.Text=t
EndSub
用鼠标双击“画运动线图”按钮,展开PrivateSubCommand2_Click()过程,并将PrivateSubCommand2_Click()改成如下内容:
PrivateSubCommand2_Click()
Dimb(6),c(6),d(3),xE1(360),vEx1(360),aEx1(360)
pai=Atn(1#)*4/180
Forfi=0To360Step10
Fi1=fi*pai
Call单杆运动分析子程序(0,0,0,0,0,0,0.12,0,Fi1,18.01179788,0,_
xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy)
CallRPR运动分析子程序(1,0,-0.38,0,0,0,0,xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy,_
0,0.6,xD,yD,vDx,vDy,aDx,aDy,fi3,omega3,epsilon3,sr,vsr,asr)
CallRRP运动分析子程序(1,xD,yD,vDx,vDy,aDx,aDy,0,0,0,0,0,0,_
0.6,0,0,0,xE,yE,vEx,vEy,aEx,aey,fi4,omega4,epsilon4,sr,vsr,asr)
Call单杆运动分析子程序(0,-0.38,0,0,0,0,0.3,0,fi3,omega3,epsilon3,_
xS3,yS3,vS3x,vS3y,aS3x,aS3y)
Call单杆运动分析子程序(xD,yD,vDx,vDy,aDx,aDy,0.3,0,fi4,omega4,epsilon4,_
xS4,yS4,vS4x,vS4y,aS4x,aS4y)
CallRRP杆组力分析子程序(xS4,yS4,xE,yE,xD,yD,xE,yE,0,_
aS4x,aS4y,aEx,aey,epsilon4,0,15,62,0.18,0,_
0,-15*9.81,110,-62*9.81,0,0,b(),xN,yN)
T3=-b
(1)*(yD-yS3)+b
(2)*(xD-xS3)
CallRPR杆组力分析子程序(xB,yB,xS3,yS3,0,-0.38,xB,yB,fi3,_
aBx,aBy,aS3x,aS3y,epsilon3,0,20,0,0.11,_
0,0,b
(1),b
(2)-20*9.81,0,T3,c(),xN,yN)
Call单杆力分析子程序(0,0,0,0,xB,yB,0,0,_
0,0,0,0,0,c
(1),c
(2),0,d())
xE1(fi)=xE
vEx1(fi)=vEx
aEx1(fi)=aEx
Nextfi
ForeColor=QBColor(0)
Picture1.Scale(-10,100)-(370,-100)
Picture1.Line(0,0)-(360,0),ForeColor
Picture1.Line(0,-100)-(0,100),ForeColor
ForeColor=QBColor(4)
Picture1.PSet(0,xE1(0)*100)
Forfi=0To360Step10
Picture1.Line-(fi,xE1(fi)*100),ForeColor
Nextfi
ForeColor=QBColor(9)
Picture1.PSet(0,vEx1(0)*100)
Forfi=0To360Step10
Picture1.Line-(fi,vEx1(fi)*10),ForeColor
Nextfi
ForeColor=QBColor(10)
Picture1.PSet(0,aEx1(0)*0.3)
Forfi=0To360Step10
Picture1.Line-(fi,aEx1(fi)*0.3),ForeColor
Nextfi
EndSub
在代码窗口中输入单杆运动分析子程序、RPR运动分析子程序、RRP运动分析子程序、单杆运动分析子程序、单杆运动分析子程序、RRP杆组力分析子程序、RPR杆组力分析子程序、单杆力分析子程序各有关子程序,按F5键可弹出应用程序窗口如图12.23所示。
分别点击“分析结果”按钮和“画运动线图”按钮,程序运行结果如图12.24所示所示。
图12。
111
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