本文關(guān)鍵詞：基于混合約束的并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)構(gòu)型方法研究

  更多相關(guān)文章： 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu) 性能指標(biāo) 綜合 優(yōu)化

【摘要】：近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,柔順機(jī)構(gòu)已經(jīng)在微機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)器人、航空航天等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。目前,隨著柔順機(jī)構(gòu)工作環(huán)境的復(fù)雜化以及工作要求的提高,僅考慮單一物理場、追求單項(xiàng)性能指標(biāo)最優(yōu),很難實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,因此迫切需要有效的設(shè)計(jì)方法來解決以上問題。本文提出了一種綜合考慮幾何約束、物理約束和性能約束的多自由度并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)混合約束綜合方法,并從以下幾個(gè)方面展開研究:基于并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)的自由度和約束空間拓?fù)浞?構(gòu)建了并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)的自由度空間、約束空間和子約束空間。推導(dǎo)出并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)柔順單元的剛度矩陣,進(jìn)而得出了并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)的整體剛度矩陣。研究了并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)的力和力矩的各向同性度和靈敏度性能指標(biāo)�？紤]柔順機(jī)構(gòu)因受溫度場的影響而產(chǎn)生熱變形,建立了并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)熱平衡方程,求解出力等效結(jié)點(diǎn)熱載荷和力矩等效結(jié)點(diǎn)熱載荷。以等效結(jié)點(diǎn)熱載荷為約束條件,分別以靈敏度和各向同性度為目標(biāo)函數(shù),建立圓柱形柔順單元、正方形柔順單元和片形柔順單元的優(yōu)化模型,并通過該優(yōu)化模型開發(fā)出可視化的多自由度并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。利用可視化的并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件,以力靈敏度和力矩靈敏度為目標(biāo)函數(shù)對并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化,應(yīng)用優(yōu)化后的參數(shù)對并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)樣機(jī)進(jìn)行有限元仿真,通過模態(tài)分析得出前三階固有頻率和主要振型。研制出的三自由度并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)樣機(jī),通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究分析了并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)樣機(jī),得出了輸出位移的線性度,并顯示出良好的線性特性。采用錘擊法對并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)分析,得出了并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)在X軸、Y軸和Z軸方向上的幅頻和相頻特性。
【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu) 性能指標(biāo) 綜合 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 柔順機(jī)構(gòu)構(gòu)型方法及存在的問題10-14
• 1.3 柔順機(jī)構(gòu)的應(yīng)用14
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容、方法及組織框圖14-16
• 本章小結(jié)16-17
• 第二章 柔順機(jī)構(gòu)自由度與約束空間綜合方法17-31
• 2.1 螺旋理論基礎(chǔ)17-19
• 2.1.1 運(yùn)動螺旋和力螺旋17-18
• 2.1.2 運(yùn)動螺旋和力螺旋的關(guān)系18-19
• 2.2 自由度和約束空間19-25
• 2.2.1 自由度空間19-21
• 2.2.2 約束空間21-25
• 2.3 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)剛度矩陣25-30
• 2.3.1 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)柔順單元的剛度矩陣25-29
• 2.3.2 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)的整體剛度矩陣29-30
• 本章小結(jié)30-31
• 第三章 性能與溫度約束作用下的柔順機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化31-51
• 3.1 誤差分析31-33
• 3.2 柔順機(jī)構(gòu)各向同性33-34
• 3.3 柔順機(jī)構(gòu)各向同性度34
• 3.4 柔順機(jī)構(gòu)靈敏度34-35
• 3.5 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)熱固耦合分析35-38
• 3.5.1 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)熱平衡方程35-37
• 3.5.2 等效結(jié)點(diǎn)熱載荷求解37-38
• 3.6 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)38-48
• 3.6.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題描述38-39
• 3.6.2 多目標(biāo)優(yōu)化求解方法39-40
• 3.6.3 靈敏度優(yōu)化模型建立40-44
• 3.6.4 各向同性度優(yōu)化模型建立44-48
• 3.7 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)可視化軟件界面48-49
• 本章小結(jié)49-51
• 第四章 空間三自由度并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)樣機(jī)研制51-68
• 4.1 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)樣機(jī)設(shè)計(jì)51-56
• 4.2 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)模態(tài)分析56-59
• 4.2.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)56-58
• 4.2.2 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)有限元模態(tài)仿真分析58-59
• 4.3 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)59-63
• 4.4 并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)模態(tài)實(shí)驗(yàn)63-67
• 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-72
• 致謝72-73

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張慧慧,袁水,王予謙,趙勇;全氣動柔順裝配手的研制[J];液壓與氣動;2002年01期

2 程耿東;斜率受限制的實(shí)心彈性薄板最優(yōu)設(shè)計(jì)[J];大連工學(xué)院學(xué)報(bào);1981年03期

3 彭商賢，金佐中;機(jī)器人柔順裝配機(jī)理研究[J];機(jī)器人;1994年01期

4 黃威,謝存禧,黃運(yùn)堯;可重組柔順夾具定位及夾緊元件的研究設(shè)計(jì)[J];廣東機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1996年04期

5 李恪炳;;對液體導(dǎo)熱的探討和分析[J];長沙交通學(xué)院學(xué)報(bào);1989年01期

6 閻軍;胡文波;段尊義;;基于拓展多尺度有限元的點(diǎn)陣材料結(jié)構(gòu)最小柔順性設(shè)計(jì)[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

7 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王斌;閻軍;程耿東;;特定方向“零膨脹”的最小柔順性結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 徐劍;基于混合約束的并聯(lián)柔順機(jī)構(gòu)構(gòu)型方法研究[D];大連交通大學(xué);2015年

2 陳彥龍;鎂合金冠脈支架柔順性能的模擬研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2014年

3 李莉莉;大變形的鏈?zhǔn)剿惴捌湓谌犴槞C(jī)構(gòu)分析中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2012年

4 趙翠蘭;七自由度柔順手腕測試試驗(yàn)臺控制系統(tǒng)開發(fā)[D];天津大學(xué);2007年

，

本文編號：543692