【摘要】：本課題來源于“神光Ⅲ”項目中靶場輔助工裝項目,所分析的設備用于靶室內部防護板(防護層)的定位與拆裝。針對靶室內壁大量防護層的安裝與拆卸要求,考慮到靶室中工作環(huán)境復雜、工作效率及精度要求較高的問題,對設備進行動力學分析及仿真,并得到了末端位移及振動曲線,為后續(xù)控制理論的提出提供了參考。本文首先分析了系統(tǒng)各構件的工作方式及其提供的系統(tǒng)運動自由度,將其分解為含有剛體位移的粗定位機構與位移較小的精定位微調機構,之后根據(jù)防護板所在點的位姿矩陣進行了運動學逆解,并考慮到物理模型與數(shù)學模型的差異推導了電動缸位移與轉角的關系式,針對三種典型工況設計了等速運動規(guī)律、等加速等減速與等速組合型運動規(guī)律以及正弦與等速組合型運動規(guī)律,并通過動力學方程進行了對比分析。為了確定整體機構在運動過程中末端點的軌跡,本文使用瑞利-里茲法對系統(tǒng)粗定位機構進行了建模,將不含剛體位移的五級豎直伸縮臂作為同一柔性構件,擺動伸縮臂分別作為獨立構件,使用MATLAB編程建立了其質量陣、剛度陣與系統(tǒng)的約束矩陣,分別將三種運動規(guī)律帶入三種典型工況,并使用廣義α方法對該方程進行了求解,得到了末端點的運動軌跡。之后利用ADAMS/Autoflex模塊對模型進行了建模與仿真,將期望軌跡、理論計算軌跡與ADAMS仿真軌跡進行了對比,選取了最優(yōu)的運動規(guī)律。設備到達指定位置后,末端微調機構的工作會導致系統(tǒng)受到沖擊載荷,本文使用模態(tài)綜合法對系統(tǒng)在末端點受到沖擊作用時的響應進行了分析,選取擺動伸縮臂于水平位置時的工況作為研究重點,將伸縮臂劃為多個單元以增加精度,分別使用Shou-nien Hou方法與Craig-Chang方法計算了結構的固有頻率,與ANSYS分析結果進行了對比,最終采用Craig-Chang方法,帶入瑞利阻尼系數(shù),計算了末端點在六個自由度沖擊載荷作用下的振動響應,與ANSYS所建立模型的瞬態(tài)動力學分析結果進行了對比,對所建模型進行了精度驗證。
【圖文】：

聚變能將會成為我們的終極手段。慣性約束核聚變的主率的激光束沖擊氘氚靶丸，從而實現(xiàn)核聚變釋放出巨量的能量始研究慣性約束聚變，于 2015 年順利完成神光Ⅲ裝置的建設激光器同時沖擊靶丸，需要球狀工作環(huán)境以及專用安裝設備，中必要構件輸送至指定位置，其結構尺寸大、精度要求高，故沖擊下的振動情況必將對設備工作產生重要影響。研究的目的和意義主體設備為真空靶球與支撐系統(tǒng)，其中遍布了各種光路傳輸管末端光學儀器，測量系統(tǒng)等等。球殼開有 148 個孔，用于連接端光學組件，同時內壁焊有 323 個掛件便于安裝輻射防護板，備的存在使得工作情況極為復雜[4]。真空靶球如圖 1-1 所示，其心距離設備輸送平臺為 20m，進入靶球內部的通道直徑為 2.5設備在負二層工作，由靶球底端進入通過隧道將防護板準確安其布滿內壁[5]。

機定起重量 16t，如圖 1-2 中 b)；中聯(lián)重科 RT35 輪胎越野起重機，，基本臂最重力矩科大 1340kM·m，最大額定起重量 35000kg, 如圖 1-2 中 c)；奧奇重工 Q輪胎起重機額定起重量 20000kg，主臂最大起升高度 31.5m，最高行駛速度 75k吉尼 S-60Trax 自行式直臂型高空作業(yè)平臺最大工作高度 20.3m，額定載荷 22如圖 1-2 中 d)。a) 利勃海爾 26H 快速架設起重機 b) 特雷克斯 AC 500-2 全路面起重機
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH113

【參考文獻】

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本文編號：2590185