被動(dòng)式Stewart隔振平臺(tái)的隔振性能仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-06 11:15
多維振動(dòng)是一種普遍存在于工程實(shí)際的現(xiàn)象,如何對(duì)有害多維振動(dòng)進(jìn)行隔離,開(kāi)展此方面的基礎(chǔ)問(wèn)題研究具有非,F(xiàn)實(shí)的工程意義與價(jià)值。Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于具有高剛度、承載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn),近幾年已被成功地應(yīng)用于多維隔振設(shè)備的主體機(jī)構(gòu)。目前關(guān)于Stewart隔振平臺(tái)的研究主要都集中在主動(dòng)隔振方面,但由于該種隔振平臺(tái)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低、能源依賴(lài)等缺點(diǎn),限制了它在某些領(lǐng)域的應(yīng)用,因此有必要對(duì)被動(dòng)式Stewart隔振平臺(tái)的隔振性能計(jì)算問(wèn)題展開(kāi)進(jìn)一步的研究工作。本文以被動(dòng)式Stewart隔振平臺(tái)為研究對(duì)象,圍繞著該平臺(tái)隔振性能計(jì)算問(wèn)題展開(kāi)了研究工作,具體內(nèi)容和取得的研究結(jié)論包括:(1)隔振平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)固有頻率影響分析。依據(jù)Newtow-Euler方法,建立了一種計(jì)算該平臺(tái)固有頻率的動(dòng)力學(xué)特征方程。針對(duì)初始位姿下結(jié)構(gòu)參數(shù):支腿減振器剛度-阻尼系數(shù)、上平臺(tái)鉸接點(diǎn)半徑、上下平臺(tái)近鉸點(diǎn)分布角、初始位姿下上下平臺(tái)質(zhì)心距離和上平臺(tái)位姿角,就可計(jì)算得到以上結(jié)構(gòu)參數(shù)一定變化范圍下系統(tǒng)的六階固有頻率的變化情況,并對(duì)各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)固有頻率的敏感性作出了分析。(2)基于該隔振平臺(tái)單支腿結(jié)構(gòu)模型和多自由度...
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Stewart隔振平臺(tái)三維模型
圖 3.3 ANSYS FEM 模型模中上下平臺(tái)、上下支腿采用 Shell63 和 Beam188平臺(tái)和支腿之間都采用 Combine14 彈簧-阻尼單元模數(shù)來(lái)達(dá)到平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)化的目的。為使 ANSYS 建模進(jìn)行建模。初始位姿下平臺(tái)各結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為:, Rb=0.6m,Rp=0.45m,δb=18.8°,δp=11.5°,H=0.45TLAB 求得前六階固有頻率對(duì)比如表 3-1 所示:表 3.1:ANSYS、MATLAB 六階固有頻率對(duì)比固有頻率階數(shù) MATLAB ANSYS 誤差1 2.576 2.503 2.9%2 3.577 3.480 2.7%3 7.302 7.142 2.2%4 12.251 12.304 0.4%5 18.631 17.920 3.9%6 19.451 19.820 1.8%知理論解與 ANSYS 仿真結(jié)果基本一致,可認(rèn)為理論建模
然后去掉模型中對(duì)受力結(jié)構(gòu)影響不大的結(jié)構(gòu)(如倒角、小孔等),為分析方便,然后直接在UG自帶有限元分析模塊Nastran中進(jìn)行靜剛度分析。設(shè)置材料屬性為鋼,沿桿方向施加1000N的壓力,其變形結(jié)果如圖4.4所示。圖4.4 球鉸、萬(wàn)向鉸有限元分析從仿真結(jié)果可以看出,球鉸變形為 1.04×10-3mm,萬(wàn)向鉸變形為 5.62×10-3mm,則通過(guò)計(jì)算沿桿方向的靜剛度為 ks=9.615×105N/mm,ku=1.77×105N/mm,平臺(tái)的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表 2.2。自然界中大量振動(dòng)現(xiàn)象激勵(lì)和時(shí)間都為非確定的函數(shù)關(guān)系,如不平路面上行駛的車(chē)輛振動(dòng)、地震引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)等。它們共同的特點(diǎn)是激勵(lì)和時(shí)間不成特定的函數(shù)關(guān)系,在激勵(lì)的正確性對(duì)所研究對(duì)象不影響的情況下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基礎(chǔ)激勵(lì)下6-UHP并聯(lián)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)建模與仿真[J]. 王曉明,徐振邦,王兵,梁凱翔,吳清文. 機(jī)器人. 2016(06)
[2]基于ADAMS和Matlab/Simulink的6-UCU型Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真[J]. 許宏光,譚健. 機(jī)床與液壓. 2016(11)
[3]空間光學(xué)載荷六維隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 楊劍鋒,徐振邦,吳清文,李義,陳立恒,顧營(yíng)迎. 光學(xué)精密工程. 2015(05)
[4]被動(dòng)式Stewart隔沖平臺(tái)的剛度特性[J]. 張春輝,汪玉,溫肇東,趙建華. 振動(dòng).測(cè)試與診斷. 2015(02)
[5]鉸鏈間隙對(duì)6自由度并聯(lián)機(jī)床刀具位姿的影響分析[J]. 陳小崗,孫宇,彭斌彬,劉遠(yuǎn)偉. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[6]空氣彈簧隔振平臺(tái)的振動(dòng)傳遞率研究[J]. 林杰俊,李東升,沈小燕,金亮冰. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2012(12)
[7]基于ADAMS的柔性體并聯(lián)機(jī)構(gòu)的變形及振動(dòng)仿真分析[J]. 劉紅軍,張慶飛. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2012(01)
[8]Gough-Stewart并聯(lián)機(jī)器人剛體動(dòng)力學(xué)模型[J]. 呂幫俊,彭利坤,邢繼峰,朱石堅(jiān). 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(10)
[9]減振器阻尼比的確定[J]. 顧信忠,張鐵山. 農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程. 2010(12)
[10]天基精密跟瞄Stewart平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李偉鵬,黃海. 航天控制. 2010(04)
博士論文
[1]六自由度隔振平臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主被動(dòng)耦合減振控制方法研究[D]. 錢(qián)承.湖南大學(xué) 2015
[2]飛行模擬器動(dòng)感模擬關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]帶柔性梁的Stewart平臺(tái)的衛(wèi)星微振動(dòng)動(dòng)力學(xué)研究[D]. 吳國(guó)軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于Stewart機(jī)構(gòu)的隔振技術(shù)研究[D]. 楊小龍.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]Stewart平臺(tái)參數(shù)化動(dòng)力學(xué)模型與隔振性能研究[D]. 馬青超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]轎車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 龐明偉.吉林大學(xué) 2008
[5]基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)六自由度減振平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 石奇端.江蘇大學(xué) 2007
本文編號(hào):2901270
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Stewart隔振平臺(tái)三維模型
圖 3.3 ANSYS FEM 模型模中上下平臺(tái)、上下支腿采用 Shell63 和 Beam188平臺(tái)和支腿之間都采用 Combine14 彈簧-阻尼單元模數(shù)來(lái)達(dá)到平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)化的目的。為使 ANSYS 建模進(jìn)行建模。初始位姿下平臺(tái)各結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為:, Rb=0.6m,Rp=0.45m,δb=18.8°,δp=11.5°,H=0.45TLAB 求得前六階固有頻率對(duì)比如表 3-1 所示:表 3.1:ANSYS、MATLAB 六階固有頻率對(duì)比固有頻率階數(shù) MATLAB ANSYS 誤差1 2.576 2.503 2.9%2 3.577 3.480 2.7%3 7.302 7.142 2.2%4 12.251 12.304 0.4%5 18.631 17.920 3.9%6 19.451 19.820 1.8%知理論解與 ANSYS 仿真結(jié)果基本一致,可認(rèn)為理論建模
然后去掉模型中對(duì)受力結(jié)構(gòu)影響不大的結(jié)構(gòu)(如倒角、小孔等),為分析方便,然后直接在UG自帶有限元分析模塊Nastran中進(jìn)行靜剛度分析。設(shè)置材料屬性為鋼,沿桿方向施加1000N的壓力,其變形結(jié)果如圖4.4所示。圖4.4 球鉸、萬(wàn)向鉸有限元分析從仿真結(jié)果可以看出,球鉸變形為 1.04×10-3mm,萬(wàn)向鉸變形為 5.62×10-3mm,則通過(guò)計(jì)算沿桿方向的靜剛度為 ks=9.615×105N/mm,ku=1.77×105N/mm,平臺(tái)的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表 2.2。自然界中大量振動(dòng)現(xiàn)象激勵(lì)和時(shí)間都為非確定的函數(shù)關(guān)系,如不平路面上行駛的車(chē)輛振動(dòng)、地震引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)等。它們共同的特點(diǎn)是激勵(lì)和時(shí)間不成特定的函數(shù)關(guān)系,在激勵(lì)的正確性對(duì)所研究對(duì)象不影響的情況下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基礎(chǔ)激勵(lì)下6-UHP并聯(lián)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)建模與仿真[J]. 王曉明,徐振邦,王兵,梁凱翔,吳清文. 機(jī)器人. 2016(06)
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[3]空間光學(xué)載荷六維隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 楊劍鋒,徐振邦,吳清文,李義,陳立恒,顧營(yíng)迎. 光學(xué)精密工程. 2015(05)
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[6]空氣彈簧隔振平臺(tái)的振動(dòng)傳遞率研究[J]. 林杰俊,李東升,沈小燕,金亮冰. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2012(12)
[7]基于ADAMS的柔性體并聯(lián)機(jī)構(gòu)的變形及振動(dòng)仿真分析[J]. 劉紅軍,張慶飛. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2012(01)
[8]Gough-Stewart并聯(lián)機(jī)器人剛體動(dòng)力學(xué)模型[J]. 呂幫俊,彭利坤,邢繼峰,朱石堅(jiān). 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(10)
[9]減振器阻尼比的確定[J]. 顧信忠,張鐵山. 農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程. 2010(12)
[10]天基精密跟瞄Stewart平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李偉鵬,黃海. 航天控制. 2010(04)
博士論文
[1]六自由度隔振平臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主被動(dòng)耦合減振控制方法研究[D]. 錢(qián)承.湖南大學(xué) 2015
[2]飛行模擬器動(dòng)感模擬關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]帶柔性梁的Stewart平臺(tái)的衛(wèi)星微振動(dòng)動(dòng)力學(xué)研究[D]. 吳國(guó)軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于Stewart機(jī)構(gòu)的隔振技術(shù)研究[D]. 楊小龍.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]Stewart平臺(tái)參數(shù)化動(dòng)力學(xué)模型與隔振性能研究[D]. 馬青超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]轎車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 龐明偉.吉林大學(xué) 2008
[5]基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)六自由度減振平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 石奇端.江蘇大學(xué) 2007
本文編號(hào):2901270
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