廣義機(jī)構(gòu)拓?fù)浼皠恿W(xué)分析
本文關(guān)鍵詞：廣義機(jī)構(gòu)拓?fù)浼皠恿W(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】：機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展的日新月異,伴隨著越來越多新機(jī)構(gòu)的出現(xiàn),許多新機(jī)構(gòu)中都出現(xiàn)了不同于傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的因素,再應(yīng)用傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)學(xué)的研究方法已經(jīng)不能全面準(zhǔn)確的研究這些新機(jī)構(gòu),因此有必要用新概念和新方法來研究這些新機(jī)構(gòu)。李學(xué)榮、鄒慧君等提出了用廣義機(jī)構(gòu)的理論體系來研究現(xiàn)代機(jī)構(gòu),本文在此基礎(chǔ)上從以下幾個方面展開了研究,取得了相應(yīng)的結(jié)果:1.研究了廣義機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)組成要素分別是拓?fù)湟�、幾何要素和物理要�?討論了廣義機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與其組成單元結(jié)構(gòu)的關(guān)系;著重研究了廣義機(jī)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)組成要素中最為重要的拓?fù)湟?特別是針對空間可展開機(jī)構(gòu),研究了這些廣義機(jī)構(gòu)構(gòu)件的組成,并定義了廣義構(gòu)件的概念,分析了廣義構(gòu)件在機(jī)構(gòu)中的功能;研究了廣義機(jī)構(gòu)的兩種描述和表示方法,即廣義機(jī)構(gòu)的賦權(quán)拓?fù)鋱D表示法和矩陣表示法,用賦權(quán)拓?fù)鋱D表示廣義機(jī)構(gòu)可以較為全面而簡潔的地表示廣義機(jī)構(gòu)的拓?fù)湟?根據(jù)賦權(quán)拓?fù)鋱D可以方便的得到對應(yīng)的廣義機(jī)構(gòu)的矩陣表示,包括關(guān)聯(lián)矩陣和鄰接矩陣;研究了廣義機(jī)構(gòu)的廣義自由度,即運(yùn)動傳遞自由度和力傳遞自由度的概念,運(yùn)動傳遞自由度描述了廣義機(jī)構(gòu)中原動件和從動件之間的速度傳遞關(guān)系,力傳遞自由度則描述了原動件和從動件之間的力傳遞關(guān)系,用以描述和評價廣義機(jī)構(gòu)的動力學(xué)性能,最后給出了廣義自由度的計算方法。2.研究了基于旋量理論的拉格朗日法的廣義機(jī)構(gòu)動力學(xué)問題。概述了旋量理論的基本原理,即Chasles定理和Poinsot定理;重點研究了包含閉鏈的廣義機(jī)構(gòu)的動力學(xué)問題,包括含有閉鏈的廣義機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方程,其實質(zhì)是將含有閉鏈的廣義機(jī)構(gòu)分為有共同機(jī)架和末端構(gòu)件的多個分支運(yùn)動鏈,再分別得到各分支運(yùn)動鏈的結(jié)構(gòu)方程使其相等,研究了剛性構(gòu)件、柔性構(gòu)件、彈簧和繩索的動能和勢能基于旋量理論的描述和表達(dá),由此得到各分支運(yùn)動鏈的動力學(xué)方程,將廣義機(jī)構(gòu)在某些構(gòu)件處截斷形成開鏈樹形系統(tǒng),以便運(yùn)用現(xiàn)有的分支運(yùn)動鏈動力學(xué)分析方法,再根據(jù)閉鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方程得到形成閉鏈廣義機(jī)構(gòu)的乘子,這一方法極大的簡化了含有閉鏈的廣義機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析問題;以ETS-VIII可展開天線中的廣義機(jī)構(gòu)為對象,建立了該廣義機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型并求解。3.以ETS-VIII可展開天線中的廣義機(jī)構(gòu)為對象研究了廣義機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題。分析了影響該廣義機(jī)構(gòu)性能的主要結(jié)構(gòu)因素,選作該機(jī)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計變量;基于廣義自由度的概念,選取力傳遞自由度的統(tǒng)計學(xué)數(shù)字特征均值和標(biāo)準(zhǔn)差的加權(quán)和表示該廣義機(jī)構(gòu)在展開過程中的動力學(xué)性能;根據(jù)該廣義機(jī)構(gòu)中各個構(gòu)件的幾何關(guān)系和機(jī)構(gòu)設(shè)計要求,給出優(yōu)化的約束條件;由設(shè)計變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件建立該廣義機(jī)構(gòu)的優(yōu)化模型,并采用多島遺傳算法進(jìn)行求解,獲得了多組不同權(quán)值下的廣義機(jī)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果,分析力傳遞自由度的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和該廣義機(jī)構(gòu)的展開驅(qū)動行程等參數(shù)的關(guān)系,得到了相應(yīng)的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：廣義機(jī)構(gòu) 拓?fù)浞治?/strong> 旋量理論 動力學(xué)分析 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH112
【目錄】：
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-11
- 符號對照表11-12
- 縮略語對照表12-15
- 第一章 緒論15-23
- 1.1 引言15
- 1.2 選題緣由及意義15-20
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-21
- 1.3.1 機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀20
- 1.3.2 旋量理論研究現(xiàn)狀20-21
- 1.3.3 機(jī)構(gòu)動力學(xué)研究現(xiàn)狀21
- 1.4 本文內(nèi)容21-23
- 第二章 廣義機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析23-31
- 2.1 引言23
- 2.2 廣義機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及相關(guān)概念23-25
- 2.3 廣義機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示25-27
- 2.3.1 廣義機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋱D表示25-26
- 2.3.2 廣義機(jī)構(gòu)的矩陣表示26-27
- 2.4 廣義機(jī)構(gòu)的廣義自由度27-29
- 2.5 本章小結(jié)29-31
- 第三章 廣義機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析31-63
- 3.1 引言31
- 3.2 旋量理論簡述31-33
- 3.3 基于旋量理論的拉格朗日動力學(xué)分析方法33-48
- 3.3.1 含有閉鏈的廣義機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方程33-34
- 3.3.2 廣義構(gòu)件的動力學(xué)分析34-44
- 3.3.3 基于旋量理論的分支運(yùn)動鏈的拉格朗日方程44-46
- 3.3.4 含有閉鏈的廣義機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析46-48
- 3.4 廣義機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析算例48-61
- 3.4.1 平面兩桿分支運(yùn)動鏈的動力學(xué)方程49-52
- 3.4.2 平面三桿分支運(yùn)動鏈的動力學(xué)方程52-55
- 3.4.3 廣義機(jī)構(gòu)的動力學(xué)方程55-58
- 3.4.4 動力學(xué)分析結(jié)果58-61
- 3.5 本章小結(jié)61-63
- 第四章 廣義機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計63-71
- 4.1 引言63
- 4.2 優(yōu)化模型的建立63-67
- 4.2.1 設(shè)計變量63
- 4.2.2 目標(biāo)函數(shù)63-66
- 4.2.3 約束條件66
- 4.2.4 優(yōu)化模型66-67
- 4.3 優(yōu)化模型求解67-70
- 4.4 本章小結(jié)70-71
- 第五章 總結(jié)與展望71-73
- 5.1 研究總結(jié)71-72
- 5.2 研究展望72-73
- 參考文獻(xiàn)73-77
- 致謝77-79
- 作者簡介79-80
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，本文編號：331454
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