【摘要】：本課題來源于“神光Ⅲ”項目中靶場輔助工裝項目,所分析的設(shè)備用于靶室內(nèi)部防護板(防護層)的定位與拆裝。針對靶室內(nèi)壁大量防護層的安裝與拆卸要求,考慮到靶室中工作環(huán)境復(fù)雜、工作效率及精度要求較高的問題,對設(shè)備進行動力學(xué)分析及仿真,并得到了末端位移及振動曲線,為后續(xù)控制理論的提出提供了參考。本文首先分析了系統(tǒng)各構(gòu)件的工作方式及其提供的系統(tǒng)運動自由度,將其分解為含有剛體位移的粗定位機構(gòu)與位移較小的精定位微調(diào)機構(gòu),之后根據(jù)防護板所在點的位姿矩陣進行了運動學(xué)逆解,并考慮到物理模型與數(shù)學(xué)模型的差異推導(dǎo)了電動缸位移與轉(zhuǎn)角的關(guān)系式,針對三種典型工況設(shè)計了等速運動規(guī)律、等加速等減速與等速組合型運動規(guī)律以及正弦與等速組合型運動規(guī)律,并通過動力學(xué)方程進行了對比分析。為了確定整體機構(gòu)在運動過程中末端點的軌跡,本文使用瑞利-里茲法對系統(tǒng)粗定位機構(gòu)進行了建模,將不含剛體位移的五級豎直伸縮臂作為同一柔性構(gòu)件,擺動伸縮臂分別作為獨立構(gòu)件,使用MATLAB編程建立了其質(zhì)量陣、剛度陣與系統(tǒng)的約束矩陣,分別將三種運動規(guī)律帶入三種典型工況,并使用廣義α方法對該方程進行了求解,得到了末端點的運動軌跡。之后利用ADAMS/Autoflex模塊對模型進行了建模與仿真,將期望軌跡、理論計算軌跡與ADAMS仿真軌跡進行了對比,選取了最優(yōu)的運動規(guī)律。設(shè)備到達指定位置后,末端微調(diào)機構(gòu)的工作會導(dǎo)致系統(tǒng)受到?jīng)_擊載荷,本文使用模態(tài)綜合法對系統(tǒng)在末端點受到?jīng)_擊作用時的響應(yīng)進行了分析,選取擺動伸縮臂于水平位置時的工況作為研究重點,將伸縮臂劃為多個單元以增加精度,分別使用Shou-nien Hou方法與Craig-Chang方法計算了結(jié)構(gòu)的固有頻率,與ANSYS分析結(jié)果進行了對比,最終采用Craig-Chang方法,帶入瑞利阻尼系數(shù),計算了末端點在六個自由度沖擊載荷作用下的振動響應(yīng),與ANSYS所建立模型的瞬態(tài)動力學(xué)分析結(jié)果進行了對比,對所建模型進行了精度驗證。
【圖文】：

聚變能將會成為我們的終極手段。慣性約束核聚變的主率的激光束沖擊氘氚靶丸，從而實現(xiàn)核聚變釋放出巨量的能量始研究慣性約束聚變，于 2015 年順利完成神光Ⅲ裝置的建設(shè)激光器同時沖擊靶丸，需要球狀工作環(huán)境以及專用安裝設(shè)備，中必要構(gòu)件輸送至指定位置，其結(jié)構(gòu)尺寸大、精度要求高，故沖擊下的振動情況必將對設(shè)備工作產(chǎn)生重要影響。研究的目的和意義主體設(shè)備為真空靶球與支撐系統(tǒng)，其中遍布了各種光路傳輸管末端光學(xué)儀器，測量系統(tǒng)等等。球殼開有 148 個孔，用于連接端光學(xué)組件，同時內(nèi)壁焊有 323 個掛件便于安裝輻射防護板，備的存在使得工作情況極為復(fù)雜[4]。真空靶球如圖 1-1 所示，其心距離設(shè)備輸送平臺為 20m，進入靶球內(nèi)部的通道直徑為 2.5設(shè)備在負(fù)二層工作，由靶球底端進入通過隧道將防護板準(zhǔn)確安其布滿內(nèi)壁[5]。

機定起重量 16t，如圖 1-2 中 b)；中聯(lián)重科 RT35 輪胎越野起重機，，基本臂最重力矩科大 1340kM·m，最大額定起重量 35000kg, 如圖 1-2 中 c)；奧奇重工 Q輪胎起重機額定起重量 20000kg，主臂最大起升高度 31.5m，最高行駛速度 75k吉尼 S-60Trax 自行式直臂型高空作業(yè)平臺最大工作高度 20.3m，額定載荷 22如圖 1-2 中 d)。a) 利勃海爾 26H 快速架設(shè)起重機 b) 特雷克斯 AC 500-2 全路面起重機
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH113

【參考文獻】

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5 王成程;馬尊武;武藝;張林;鄭萬國;;神光-Ⅲ激光裝置建設(shè)項目范圍與組織模式管理分析[J];項目管理技術(shù);2014年05期

6 彭敏;楊勤;肖欽蘭;;基于產(chǎn)品再設(shè)計理論的家電產(chǎn)品模塊化設(shè)計方法[J];現(xiàn)代機械;2014年02期

7 孫敬敬;;機械結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析方法研究綜述[J];科技信息;2014年03期

8 李浩;祁國寧;紀(jì)楊建;顧新建;;面向服務(wù)的產(chǎn)品模塊化設(shè)計方法及其展望[J];中國機械工程;2013年12期

9 李耀明;孫朋朋;龐靖;徐立章;;聯(lián)合收獲機底盤機架有限元模態(tài)分析與試驗[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2013年03期

10 陳東弟;向家偉;;運行模態(tài)分析方法綜述[J];桂林電子科技大學(xué)學(xué)報;2010年02期

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2 張學(xué)玲;基于廣義模塊化設(shè)計的機械結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計[D];天津大學(xué);2004年

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3 蔣建平;大撓性多體結(jié)構(gòu)衛(wèi)星剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

本文編號：2590185