本文關(guān)鍵詞：平面柔順?biāo)臈U機構(gòu)動力學(xué)特性分析與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柔順機構(gòu)的運動和功能是依靠機構(gòu)中柔性構(gòu)件的彈性變形來實現(xiàn)的。柔順機構(gòu)具有無運動副或少運動副、無摩擦等方面的優(yōu)點,這些優(yōu)點使其與傳統(tǒng)機構(gòu)相比在性能上有很大改進,柔性構(gòu)件對傳統(tǒng)機構(gòu)的性能的改善,使柔順機構(gòu)近年來引起很多學(xué)者的研究和關(guān)注。柔順機構(gòu)先期的研究的成果主要是靜力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計,近幾年對柔順機構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計也逐漸成為研究熱點,但對動力學(xué)特性的分析以及由于受到動態(tài)應(yīng)力而引起的疲勞損傷以及由此引起的可靠性問題的研究則不足。雖然不少研究人員對柔順機構(gòu)進行了動力學(xué)分析,但大部分是針對柔順鉸鏈的分析,對柔順桿以及柔順機構(gòu)的整體分析略有不足,由于柔順機構(gòu)的自身運動特點使機構(gòu)在應(yīng)用中是整體存在的,因此對柔順機構(gòu)的整體運動特點的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 本文以平面柔順機構(gòu)的柔順桿為研究對象,研究包括動力學(xué)模型的建立、特性分析、優(yōu)化設(shè)計以及可靠性分析等內(nèi)容在內(nèi)的柔順桿的動力學(xué)特性問題。 首先,以柔順桿為主要特征建立柔順機構(gòu)動力學(xué)模型。首先充分考慮桿件的大變形特性,以柔順懸臂梁的偽剛體模型為基礎(chǔ),推導(dǎo)出部分含有柔順桿的機構(gòu)的動力學(xué)特性,再以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)出任意含有柔性桿件的柔順?biāo)臈U機構(gòu)的動力學(xué)模型。 其次,分析柔順機構(gòu)的動力學(xué)特性。分析了柔順機構(gòu)的固有頻率、動態(tài)應(yīng)力及應(yīng)變,然后通過對機構(gòu)模態(tài)的分析,說明在振動的某一階模態(tài)后期,不可避免地會出現(xiàn)的桿件的扭曲,桿件的扭曲則會對機構(gòu)產(chǎn)生影響,也是影響機構(gòu)的性能的提高以及改進的不利的因素。動力學(xué)分析為機構(gòu)的優(yōu)化提供了目標(biāo)。 然后,對柔順機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。先以柔順機構(gòu)等效應(yīng)力最大、總質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo),優(yōu)化設(shè)計出了以柔順桿為主要特征的柔順機構(gòu)；再通過說明各種不同材料的特性以及各自的不同適用范圍,說明柔順機構(gòu)的優(yōu)化除了可以采用改變參數(shù),也可以通過改變材料以達到優(yōu)化的目的。 最后,對機構(gòu)進行可靠性分析。通過對可靠性的意義及其特征量的闡述,說明對機構(gòu)進行可靠性分析的必要性。基于邁納理論,預(yù)測桿件的疲勞壽命。根據(jù)疲勞累積損傷理論,對構(gòu)件進行疲勞壽命分析,通過分析構(gòu)件的可靠度,得出桿件應(yīng)力集中的位置以及壽命不足的位置。
【關(guān)鍵詞】：柔順機構(gòu) 柔順桿 動力學(xué) 優(yōu)化設(shè)計 可靠性
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 柔順機構(gòu)的動力學(xué)分析12-14
• 1.2.2 柔順機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計14-15
• 1.2.3 柔順機構(gòu)的可靠性分析15-16
• 1.3 本文的研究內(nèi)容16
• 1.4 本章小結(jié)16-19
• 2 柔順桿為主要特征的柔順機構(gòu)的動力學(xué)模型19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 偽剛體模型理論19-25
• 2.2.1 偽剛體模型的變量參數(shù)關(guān)系19-22
• 2.2.2 柔順?biāo)臈U機構(gòu)偽剛體靜力學(xué)分析22-25
• 2.3 柔順?biāo)臈U機構(gòu)的動力學(xué)建模25-35
• 2.3.1 靜力學(xué)模型和動力學(xué)模型間參數(shù)關(guān)系26-28
• 2.3.2 任意的柔順機構(gòu)動力學(xué)建模28-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 柔順機構(gòu)的動力學(xué)特性分析36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 動力學(xué)分析基本思想36-38
• 3.3 固有頻率分析38-39
• 3.4 柔順桿的動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變分析39-42
• 3.5 參數(shù)設(shè)計靈敏度分析42
• 3.6 全柔順?biāo)臈U機構(gòu)的動力學(xué)分析42-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 4 柔順機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計48-59
• 4.1 引言48-50
• 4.2 柔順機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與分析50-58
• 4.2.1 設(shè)計準(zhǔn)則51
• 4.2.2 四連桿柔順機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計51-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 5 柔順機構(gòu)可靠性分析59-70
• 5.1 可靠性問題分析59
• 5.2 累積損傷理論59-63
• 5.3 可靠性優(yōu)化設(shè)計63-65
• 5.4 疲勞可靠性實例分析65-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 6 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 本文總結(jié)70
• 6.2 未來展望70-72
• 參考文獻72-78
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果78-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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9 李海燕,張憲民,彭惠青;柔順機構(gòu)的疲勞可靠性優(yōu)化設(shè)計[J];中國機械工程;2004年23期

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本文編號：320902