In traditional dynamic modeling of multi-body mechanical systems, the kinematic joints are assumed to be ideal or perfect, i.e., the clearance, friction, wear, and lubrication effects at the joints are neglected in order to simplify the dynamic model. However, in a real mechanical joint, a gap is always present to allow for the relative motion between the connected links as well as to permit the assembly of components. Studies have shown that the clearances and the tribological effects at the joint seriously affect the dynamic response of mechanical systems, and therefore, proper modeling of the imperfect joints in multi-body mechanical systems is required to achieve better understanding of the dynamic performance of the multi-body systems, especially at this era of the increasing demand for high-speed and precise mechanisms and machines. In this paper a state of the art on dynamic modeling of multibody mechanical systems with imperfect kinematic joints is critically reviewed. The goal is to review past and recent developments and approaches used in the computer-aided kinematic and dynamic analysis of mechanical systems with real joints. Suitability of various strategies employed in computational dynamics, and also the insufficiently addressed areas which require further attention in this fieldof study are presented

چکیده

در مدل سازی دینامیکی سنتی سیستم های مکانیکی چند جسمی، مفصل های حرکتی، ایده آل یا بی عیب در نظر گرفته می شود. این بدین معنی است که اثرات لقی، اصطکاک، سایش و روانکاری در مفصل ها به جهت ساده سازی مدل دینامیکی در نظر گرفته نمی شود. به هرحال در یک مفصل مکانیکی واقعی،  یک فضای خالی برای امکان حرکت نسبی بین رابط های متصل شده و نیز اجازه مونتاژ شدن قطعات، همیشه وجود دارد. مطالعات نشان داده است که لقی و اثرات تریبولوژیکی در مفاصل به طور جدی، پاسخ دینامیکی سیتم های مکانیکی را تحت تاثیرقرار می دهد. بنابراین مدل سازی صحیح مفاصل ناقص در سیستم های مکانیکی چند جسمی برای دستیابی به درک بهتر از کارامدی دینامیکی سیستم های چند جسمی، بالاخص در این برهه زمانی افزایش تقاضا برای ماشین ها و مکانیزم های پر سرعت و دقیق، امری ضروری است. در این تحقیق مراحل پیشرفت مدل سازی دینامیکی سیستم های مکانیکی چند جسمی به همراه مفاصل حرکتی ناقص مرور می گردد. هدف این است که توسعه های گذشته و اخیر مرور شده و این رویکرد ها در تحلیل دینامیکی و حرکتی به کمک رایانه سیستم های مکانیکی به همراه مفصل های واقعی، استفاده شود. شایستگی استراتژی های مختلف به کار گرفته شده در دینامیک محاسباتی و همچنین نواحی کمتر مورد توجه قرار گرفته که نیاز به توجه بیشتری دارد در این زمینه مطالعه ارائه می گردد.

1-مقدمه

یک سیستم مکانیکی چند جسمی می تواند تحت عنوان یک مونتاژ با دو یا تعداد بیشتری جسم که به طور ناقص به یکدیگر توسط انواع مفصل ها متصل هستند و بنابراین جسمها مقید هستند که نسبت به هم حرکت نسبی داشته باشند، تعریف گردد.  سیستم های مکانیکی می توانند از سیستم های نسبتاً ساده مانند لنگ و لغزان یا مکانیزم چهار میله تا سیستم های بسیار پیچیده تر مانند آن هایی که در صنعت خودرو، راه آهن، هوافضا، رباتیک و ماشین آلات خاکبرداری تا دیگر موارد گستردگی داشته باشد. اعضائی که یک سیستم مکانیکی را ایجاد می کنند، می توانند صلب یا انعطاف پذیر باشند.  یک جسم صلب می تواند منتقل شده و یا بچرخد، ولی تمی تواند در اثر اعمال نیرو تغییر شکل دهد . اگرچه یک جسم صلب به معنای واقعی وجود ندارد، بسیاری از قطعات مهندسی، صلب فرض می شوند، چرا که تغییر شکل و اعوجاج آن ها در مقابل جابه جایی کلی آن ها قابل چشم پوشی است، بنابراین تحلیل سنتی سیستم های مکانیکی چند جسمی تمامی رابط ها را صلب در نظر می گیرد...