38、机械驱动与头部冲击测试模拟研究

机械驱动与头部冲击测试模拟研究

1. 驱动机构原理

在机械设计中，连杆 DA 的旋转 Dc 可由线性致动器驱动。该线性致动器一端通过旋转关节 E 与前箱配对，另一端通过旋转关节 F 与连杆 DA 配对。如下图所示：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(前箱):::process -->|旋转关节 E| B(线性致动器):::process
    B -->|旋转关节 F| C(连杆 DA):::process

我们可以选择第二个旋转关节 F 的最佳位置，以重新定向 Dc，即限制致动器传动角的变化。角度 cA 和 cF 分别确定了 DA 和 DF 相对于参考线 DE 的角位置，关系为 cA = cF + g。角度 w 是 DE 相对于垂直方向的角偏移，且 cA = π - w + c。根据几何关系，有以下等式：
- (l_E + r_F \cos(c_F) = s_F \cos(n))
- (r_F \sin(c_F) = s_F \sin(n))

对于无量纲参数 (p_l = l_E / r_F)，通过数值方法，角度 n 可表示为输入角度 cF 的函数：
(n = \arctan(\frac{\sin(c_F)}{p_l + \cos(c_F)}) = n(p_l, c_F))

传动角 l 的计算方式如下：
- 若 ((c_F - n) \leq \frac{\pi}{2})，则