柔順機(jī)構(gòu)的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞:柔順機(jī)構(gòu)的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:柔順機(jī)構(gòu)是利用自身的柔性元件實(shí)現(xiàn)所需功能的一種機(jī)構(gòu),由于此機(jī)構(gòu)中用柔性關(guān)節(jié)代替?zhèn)鹘y(tǒng)剛性機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副,因而柔順機(jī)構(gòu)具有零件少、體積小、無需潤滑、無磨損等優(yōu)點(diǎn)。目前,柔順機(jī)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、仿生、航空航天等領(lǐng)域,但是在工程實(shí)際中由于存在制造、裝配、環(huán)境等不確定性因素帶來的誤差,柔順機(jī)構(gòu)的性能將會(huì)受到一定影響。因此本文在充分利用柔順設(shè)計(jì)理論和穩(wěn)健設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將隨機(jī)因素考慮在內(nèi)對柔順機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)展開探索研究。主要內(nèi)容如下: 1.首先采用偽剛體模型對柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模的方法對柔順滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位移和驅(qū)動(dòng)力矩分析,然后利用虛功原理對偽剛體模型中的力與變形關(guān)系進(jìn)行了求解,得出一般四桿機(jī)構(gòu)中的參數(shù)關(guān)系表達(dá)式,最后以楊氏雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)為例求出機(jī)構(gòu)力矩隨輸入角度的變化,并且根據(jù)力矩是勢能的一階導(dǎo)數(shù)的關(guān)系可得到此楊氏雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)穩(wěn)定位置。 2.以柔順恒力機(jī)構(gòu)、楊氏雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)為本文設(shè)計(jì)對象,分別建立了兩者的確定性優(yōu)化模型和穩(wěn)健優(yōu)化模型,利用粒子群優(yōu)化算法和蒙特卡洛(Monte Carlo)模擬方法求解出的機(jī)構(gòu)來進(jìn)一步得到輸出力、勢能、方差等輸出特性,,通過對不確定因素影響下的兩種設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)果對比,驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】:柔順機(jī)構(gòu) 穩(wěn)健設(shè)計(jì) 不確定因素 偽剛體模型
【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3-4
- Abstract4-7
- 第一章 緒論7-19
- 1.1 論文研究背景及意義7-8
- 1.2 柔順機(jī)構(gòu)概述8-13
- 1.2.1 柔順機(jī)構(gòu)的組成8-11
- 1.2.2 柔順機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算11-12
- 1.2.3 柔順機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及挑戰(zhàn)12-13
- 1.3 穩(wěn)健設(shè)計(jì)概述13-15
- 1.4 柔順機(jī)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀15-16
- 1.5 本文研究主要內(nèi)容16-19
- 第二章 柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及穩(wěn)健設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)19-35
- 2.1 引言19
- 2.2 偽剛體模型法19-25
- 2.2.1 偽剛體模型的建立19-21
- 2.2.2 偽剛體相關(guān)參數(shù)的確定21-22
- 2.2.3 偽剛體模型法求解柔順滑塊機(jī)構(gòu)22-25
- 2.3 虛功原理25-29
- 2.3.1 虛功原理介紹25-26
- 2.3.2 虛功原理應(yīng)用舉例26-29
- 2.4 基于隨機(jī)模型的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)29-31
- 2.4.1 隨機(jī)模型法簡介29-31
- 2.4.2 穩(wěn)健設(shè)計(jì)模型求解31
- 2.5 粒子群優(yōu)化算法31-33
- 2.5.1 粒子群優(yōu)化算法原理31-32
- 2.5.2 粒子群優(yōu)化算法操作步驟32-33
- 2.6 本章小結(jié)33-35
- 第三章 柔順恒力機(jī)構(gòu)的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)35-45
- 3.1 引言35
- 3.2 柔順恒力機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析35-38
- 3.3 柔順恒力機(jī)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例38-40
- 3.3.1 確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型38
- 3.3.2 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)模型38-40
- 3.4 計(jì)算結(jié)果分析40-43
- 3.5 本章小結(jié)43-45
- 第四章 楊氏雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)45-59
- 4.1 引言45
- 4.2 楊氏雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性分析45-48
- 4.2.1 能量計(jì)算45-46
- 4.2.2 四桿機(jī)構(gòu)位置分析46-47
- 4.2.3 穩(wěn)定性分析47-48
- 4.3 楊氏雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例48-51
- 4.3.1 確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)48
- 4.3.2 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)48-51
- 4.4 計(jì)算結(jié)果分析51-57
- 4.5 本章小結(jié)57-59
- 第五章 總結(jié)與展望59-61
- 5.1 工作總結(jié)59-60
- 5.2 展望60-61
- 致謝61-63
- 參考文獻(xiàn)63-67
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:365579
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