本文關(guān)鍵詞：面向柔順機構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計應(yīng)用拓展研究

  更多相關(guān)文章： 柔順機構(gòu) 拓?fù)鋬?yōu)化 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法 震動力平衡

【摘要】：柔順機構(gòu)主要靠機構(gòu)中的柔性構(gòu)件(桿件)的變形來實現(xiàn)機構(gòu)的主要運動和功能,與傳統(tǒng)機構(gòu)相比,它同樣也能實現(xiàn)運動、力和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換。其具有制造成本低、不需潤滑、無污染、少有或者沒有關(guān)節(jié),輕質(zhì)精密等特點,廣泛應(yīng)用于高精密、輕量化工作要求的環(huán)境中,常常需要保證很高的控制精度。然而,利用柔順機構(gòu)中柔性構(gòu)件的彈性變形來實現(xiàn)運動時,柔性構(gòu)件需要額外的輸入使彈性構(gòu)件發(fā)生變形,導(dǎo)致機構(gòu)中非期望的能量存儲,并以回程反力做功的形式釋放。這種柔性機構(gòu)的儲能釋放特性在一定程度上降低了其使用性能,尤其在對力的傳遞具有精確要求的環(huán)境里。同時柔順機構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程中,因構(gòu)件自身的質(zhì)量會繞著其質(zhì)心轉(zhuǎn)動從而產(chǎn)生慣性力,這種慣性力傳遞到機架從而產(chǎn)生震動,這種震動會嚴(yán)重影響柔順機構(gòu)的性能。 本文采用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法描述拓?fù)淠Ｐ筒⒁赃z傳算法進行優(yōu)化,對柔順機構(gòu)的震動力平衡及靜態(tài)平衡設(shè)計進行深入的研究。依據(jù)平面連桿機構(gòu)震動力平衡準(zhǔn)則,在現(xiàn)行的添加彈簧和配重法的理論基礎(chǔ)上,提出了添加彈簧質(zhì)心法與變截面配重質(zhì)心法,并運用到柔順機構(gòu)震動力平衡的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計中,在減少“儲能”對柔順機構(gòu)的影響的同時,實現(xiàn)了機構(gòu)設(shè)計與震動力平衡同步進行的基于震動力平衡的柔順機構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計。且本文采用經(jīng)典的仿真技術(shù)軟件(MATLAB)對提出方法進行了證明。仿真結(jié)果證明本文提出的方法實現(xiàn)了震動力平衡的優(yōu)化目的。 文章的貢獻主要有三個方面：首先,優(yōu)化模型引入了應(yīng)力約束；其次,提出了添加彈簧法和橫截面積法來實現(xiàn)柔順機構(gòu)的震動力平衡優(yōu)化；最后,在MATLAB軟件平臺上仿真實驗以上所提出的方法并得到較好的實驗結(jié)果進行比對分析各個方法的有效性。柔順機構(gòu)的震動力平衡研究對于生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)中用于植入生物體系統(tǒng)的物理植入物(柔順機構(gòu))的發(fā)展具有很大的意義。
【關(guān)鍵詞】：柔順機構(gòu) 拓?fù)鋬?yōu)化 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法 震動力平衡
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 拓?fù)鋬?yōu)化的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的拓?fù)鋬?yōu)化11-13
• 1.1.3 拓?fù)鋬?yōu)化模型13-14
• 1.1.4 離散體結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化14-15
• 1.1.5 連續(xù)體結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化15-16
• 1.2 柔順機構(gòu)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-21
• 1.2.1 柔順機構(gòu)16-19
• 1.2.2 柔順機構(gòu)的設(shè)計方法19-21
• 1.2.3 柔順機構(gòu)平衡研究21
• 1.3 本課題的研究意義21-22
• 1.4 本文的主要研究的內(nèi)容和工作22-23
• 1.5 本章小結(jié)23-24
• 第2章 采用應(yīng)力約束的柔順機構(gòu)多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化模型24-38
• 2.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法24-25
• 2.2 遺傳算法25-27
• 2.3 12點結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化算例27-37
• 2.3.1 整體剛度矩陣K31-34
• 2.3.2 應(yīng)力約束34-35
• 2.3.3 算例結(jié)果與程序流程圖35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 柔順機構(gòu)震動力平衡設(shè)計38-55
• 3.1 震動力及震動力平衡38-39
• 3.2 柔順機構(gòu)震動力平衡設(shè)計的意義39
• 3.3 總質(zhì)心位移法及算例39-45
• 3.4 添加彈簧質(zhì)心法45-54
• 3.4.1 添加彈簧質(zhì)心法(途徑1)及算例46-50
• 3.4.2 添加彈簧質(zhì)心法(途徑2)及算例50-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 柔順機構(gòu)滿應(yīng)力法震動力平衡設(shè)計55-68
• 4.1 配重法55-57
• 4.2 滿應(yīng)力設(shè)計57
• 4.4 變截面配重質(zhì)心法算例57-62
• 4.5 分析對比62-63
• 4.6 方法整合63-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 第5章 總結(jié)與展望68-71
• 5.1 本文的主要工作68
• 5.2 對未來的展望68-69
• 5.3 蛋白質(zhì)藥物的應(yīng)用69-71
• 參考文獻71-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-77
• 致謝77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 ;TOPOLOGY OPTIMIZATION OF TRUSS STRUCTURES WITH SYSTEMATIC RELIABILITY CONSTRAINTS UNDER MULTIPLE LOADING CASES[J];Acta Mechanica Solida Sinica;1999年02期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張守銀;柔順機構(gòu)的軟化和靜態(tài)平衡設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2012年

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本文編號：531123