2025年機(jī)械動(dòng)力學(xué)綜合訓(xùn)練項(xiàng)目解析

重度大學(xué)《機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》課程作業(yè)王毅0702041重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院十一月機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)大作業(yè)圖1為汽車構(gòu)造簡化模型：圖2為汽車構(gòu)造受力分析：圖2受力分析圖已知r2=0.64m2m=4000kgc=C?=2000N·s/mr:車輛的回轉(zhuǎn)半徑。初始條件為：x=θ=x=θ=0。外部沖擊力矩：108(t)。試用MATLAB中的ode45函數(shù)求解并畫出0-5s內(nèi)的位移x和轉(zhuǎn)角θ的響應(yīng)。單位沖擊函數(shù)δ(t)的定義：其圖像如圖3所示。t1.系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程不考慮沖擊力矩，由圖2機(jī)構(gòu)受力分析得到系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程如下：mr2x+(c?l?-c?L)x+(l2c?+Lic)O+(k?l?-k?Z)x+(l2k?考慮t=0時(shí)刻，系統(tǒng)受到一種沖擊力矩108(t),此時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程表達(dá)為：m?+(c?+C?)x+(l?c?-L?c?)θ+(k?+k?)x+(l?k?-mr2θ+(c?l?-cH)x+(?c?+L2c)θ+(2.運(yùn)動(dòng)方程一階常微分方程組形式令x=x?,x=x?,θ=x?,θ=x?,則t>0時(shí)：3.MATLAB程序求解運(yùn)動(dòng)方程ode45函數(shù)主程序文獻(xiàn)solution.m,如下所示：t0=0;plot(t,x(:,3));ode45函數(shù)微分關(guān)系函數(shù)文獻(xiàn)f1.m,如下所示：xdot(2)=-(cl+c2)/m*x(2)-(12*c2-11*c1)/m*x(4)-(k1+k2)/m*x(1)-(12*k2-11*k1)ift<=0xdot(4)=10/(m*r*r)-(c2*12-c1*11)/(m*r*r)*x(2)-(c2*12*12+cl*11*11)/(m*r*r)*x(42-k1*11)/(m*r*r)*x(1)-(11*11*k1+12*12*k2)/(m*r*rxdot(4)=-(c2*12-c1*11)/(m*r*r)*x(2)-(c2*12*12+cl*11*11)/(m*r*r)*x(4)-(k2*12-k1*m*r*r)*x(1)-(11*11*k1+12*12*k2)/(m*r*r)*x在MATLAB中運(yùn)行以上兩個(gè)程序，即可得0～5s內(nèi)汽車系統(tǒng)的位移x與轉(zhuǎn)角θ的響通過MATLAB編程計(jì)算，得到汽車系統(tǒng)的x,x,θ,θ的圖像隨時(shí)間t(0～5s)的變汽車系統(tǒng)0～5s內(nèi)的位移x響應(yīng)如圖5所示：圖5汽車系統(tǒng)位移x響應(yīng)圖汽車系統(tǒng)0～5s內(nèi)的轉(zhuǎn)角θ響應(yīng)如圖6所示：從圖4可看出，由于在t=0時(shí)刻汽車系統(tǒng)受到了外部沖擊力矩108(t),導(dǎo)致x,x,θ,θ都由0開始時(shí)發(fā)生波動(dòng)，其中θ在初始階段急劇變化，隨即它們的波動(dòng)伴隨時(shí)間推移逐漸減小，最終趨近于0。同步由圖5、圖6可以看出，位移x與轉(zhuǎn)角θ的響應(yīng)時(shí)間約為4.5s,即汽車系統(tǒng)的位移和轉(zhuǎn)角在4.5s后靠近于0,系統(tǒng)趨于靜止。也學(xué)習(xí)到了許多新措施和技巧。在老師的指導(dǎo)下，我們順利地在M