傳統(tǒng)的剛性鉸鏈機構存在構件數(shù)多，加工、裝配成本高，不可避免地存在間隙或摩擦等缺陷，而柔順機構順應了人與自然和諧的潮流，以其獨特的性能特點和在醫(yī)療、通訊、微機電系統(tǒng)等領域的廣泛應用前景而成為當前國內(nèi)外機構學領域研究的熱點。對柔順機構的研究不僅可以拓展學科理論的發(fā)展，而且更致力于解決生產(chǎn)、裝配等技術領域的實際問題，滿足國民經(jīng)濟和社會生活的實際需要。基于此，本論文從以下幾個方面對柔順機構進行了研究。 首先對柔順機構中不同柔性元件的運動軌跡進行了分析，給出了其“偽剛體模型”中主要結構參數(shù)的確定方法。從對彎曲柔性梁普遍適用的伯努利—歐拉方程出發(fā)，對柔性元件的變形路徑或軌跡進行分析，并用Matlab對其變形進行仿真，基于物理模型總有著與原柔順機構等效的力—變形特性，建立起機構的偽剛體模型，通過優(yōu)化、擬合等方法確定了模型中的未知參數(shù)值。 接下來對柔順機構進行了疲勞可靠性優(yōu)化設計。基于偽剛體模型，以可靠度最大為目標，給出了一種對柔順機構進行優(yōu)化設計的方法。首先建立了隨機變量的可靠性模型，給出了將概率約束條件轉(zhuǎn)化為確定形式約束條件的方法；然后考慮柔順元件的變形特性，計算了其隨機疲勞強度、最大應力，分析了典型的約束形式。最后通過算例驗證了方法的正確性。 最后對大變形柔順機構的驅(qū)動特性進行了初步分析。首先要根據(jù)“偽剛體模型”法的思想對柔順機構中的不同柔性元件進行建模；然后按照從動件的變形或運動要求，用剛性機構理論對物理模型進行分析，同時考慮柔性元件變形的限制，得出主動件驅(qū)動力的變化規(guī)律。
【學位單位】：汕頭大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：TH112
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 柔順機構簡介
        1.1.1 柔順機構的背景知識
        1.1.2 柔順機構的分類
        1.1.3 柔順機構的抽象與圖示
        1.1.4 柔順機構的性能特點
        1.1.5 柔順機構的應用前景
    1.2 文獻調(diào)研
        1.2.1 基于傳統(tǒng)剛性機構的“偽剛體模型”法
        1.2.2 基于傳統(tǒng)結構優(yōu)化的拓撲設計方法
    1.3 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 偽剛體模型及參數(shù)近似
    2.1 小長度柔性鉸鏈
    2.2 活性鉸鏈
    2.3 受末端載荷作用的大變形柔順梁
        2.3.1 變形方程
0的確定'>        2.3.2 末端角變形θ₀的確定
        2.3.3 變形方程的數(shù)值解
        2.3.4 梁端變形曲線
        2.3.5 參數(shù)近似
    2.4 偽剛體模型法的應用實例
第三章 柔順機構的可靠性優(yōu)化設計
    3.1 可靠性設計的理論基礎和常用指標
    3.2 隨機變量的可靠性優(yōu)化模型
    3.3 柔順機構的疲勞強度和最大應力
        3.3.1 疲勞強度及其均值和標準差
        3.3.2 最大應力及其均值和標準差
        3.3.3 約束條件分析
        3.3.4 確定形式的優(yōu)化問題
    3.4 柔順機構可靠性優(yōu)化的算例
第四章 柔順機構的驅(qū)動特性
第五章 總結與展望
    5.1 本論文工作總結
    5.2 未來工作展望
參考文獻
作者攻讀碩士學位期間撰寫的論文
致謝

【引證文獻】

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本文編號：2859947