本文關(guān)鍵詞：柔性平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)靜動力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計研究

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【摘要】：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對于稱量物體質(zhì)量的精度提出了非常高的要求，同時基于目前市場要求，天平既要準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性高，又要價格低廉。本文以性價比較高的電容式電子天平為基礎(chǔ)進(jìn)行研究。在該類天平中，傳力機(jī)構(gòu)——柔性平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的傳遞精度是影響儀器精度等級的重要因素，為了提高稱重儀器的抗偏載能力和抗干擾能力，實現(xiàn)高精度高穩(wěn)定性，本文針對柔性平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)展開分析和優(yōu)化，主要研究內(nèi)容如下： （1）根據(jù)柔性平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)建立其力學(xué)模型，，對其單個柔性梁進(jìn)行研究，基于彈性力學(xué)建立了柔性梁的整體剛度方程。運(yùn)用多重積分，采用等效方法得到了變截面梁單元的截面參數(shù)，并運(yùn)用仿真分析軟件得到了方法正確性的驗證。因此建立了柔性梁各個方向上的柔度與尺寸參數(shù)之間的關(guān)系。 （2）根據(jù)稱量過程中存在的側(cè)向偏載和橫向偏載，分別提出柔性平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的抗彎比和抗扭比，并根據(jù)剛度方程推導(dǎo)出尺寸參數(shù)與這兩個比值之間的關(guān)系。按照拉格朗日方程建立柔性機(jī)構(gòu)的動力學(xué)方程，得到柔性機(jī)構(gòu)的等效質(zhì)量和等效剛度，從而推導(dǎo)出了柔性機(jī)構(gòu)一階固有頻率的表達(dá)式。借助Matlab軟件進(jìn)行數(shù)值計算，分析尺寸參數(shù)和抗彎比、抗扭比和固有頻率之間的關(guān)系，明確了部分尺寸參數(shù)對抗偏載性能和頻率的影響，得到了部分尺寸參數(shù)的敏感范圍。 （3）將以上三項性能指標(biāo)作為多目標(biāo)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，將精密測量儀器的分度數(shù)要求作為約束條件，并設(shè)置設(shè)計變量的邊界約束，采用多目標(biāo)優(yōu)化軟件得到了一組非劣解集，選擇全局最優(yōu)值并對比優(yōu)化前目標(biāo)函數(shù)，驗證了抗偏載能力和抗干擾能力確實有所提高，有助于提高測量儀器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH112

【引證文獻(xiàn)】

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1 李巨韜;郭偉;彭巍;;微力測量系統(tǒng)中雙平行四桿柔性機(jī)構(gòu)抗偏載性能研究[J];機(jī)械設(shè)計;2016年10期

本文編號：1228553