被動式Stewart隔振平臺的隔振性能仿真研究
發(fā)布時間:2020-12-06 11:15
多維振動是一種普遍存在于工程實際的現(xiàn)象,如何對有害多維振動進行隔離,開展此方面的基礎(chǔ)問題研究具有非,F(xiàn)實的工程意義與價值。Stewart并聯(lián)機構(gòu)由于具有高剛度、承載能力強、動態(tài)特性好等優(yōu)點,近幾年已被成功地應(yīng)用于多維隔振設(shè)備的主體機構(gòu)。目前關(guān)于Stewart隔振平臺的研究主要都集中在主動隔振方面,但由于該種隔振平臺具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低、能源依賴等缺點,限制了它在某些領(lǐng)域的應(yīng)用,因此有必要對被動式Stewart隔振平臺的隔振性能計算問題展開進一步的研究工作。本文以被動式Stewart隔振平臺為研究對象,圍繞著該平臺隔振性能計算問題展開了研究工作,具體內(nèi)容和取得的研究結(jié)論包括:(1)隔振平臺結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)固有頻率影響分析。依據(jù)Newtow-Euler方法,建立了一種計算該平臺固有頻率的動力學(xué)特征方程。針對初始位姿下結(jié)構(gòu)參數(shù):支腿減振器剛度-阻尼系數(shù)、上平臺鉸接點半徑、上下平臺近鉸點分布角、初始位姿下上下平臺質(zhì)心距離和上平臺位姿角,就可計算得到以上結(jié)構(gòu)參數(shù)一定變化范圍下系統(tǒng)的六階固有頻率的變化情況,并對各結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)固有頻率的敏感性作出了分析。(2)基于該隔振平臺單支腿結(jié)構(gòu)模型和多自由度...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Stewart隔振平臺三維模型
圖 3.3 ANSYS FEM 模型模中上下平臺、上下支腿采用 Shell63 和 Beam188平臺和支腿之間都采用 Combine14 彈簧-阻尼單元模數(shù)來達到平臺結(jié)構(gòu)參數(shù)化的目的。為使 ANSYS 建模進行建模。初始位姿下平臺各結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為:, Rb=0.6m,Rp=0.45m,δb=18.8°,δp=11.5°,H=0.45TLAB 求得前六階固有頻率對比如表 3-1 所示:表 3.1:ANSYS、MATLAB 六階固有頻率對比固有頻率階數(shù) MATLAB ANSYS 誤差1 2.576 2.503 2.9%2 3.577 3.480 2.7%3 7.302 7.142 2.2%4 12.251 12.304 0.4%5 18.631 17.920 3.9%6 19.451 19.820 1.8%知理論解與 ANSYS 仿真結(jié)果基本一致,可認為理論建模
然后去掉模型中對受力結(jié)構(gòu)影響不大的結(jié)構(gòu)(如倒角、小孔等),為分析方便,然后直接在UG自帶有限元分析模塊Nastran中進行靜剛度分析。設(shè)置材料屬性為鋼,沿桿方向施加1000N的壓力,其變形結(jié)果如圖4.4所示。圖4.4 球鉸、萬向鉸有限元分析從仿真結(jié)果可以看出,球鉸變形為 1.04×10-3mm,萬向鉸變形為 5.62×10-3mm,則通過計算沿桿方向的靜剛度為 ks=9.615×105N/mm,ku=1.77×105N/mm,平臺的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2.2。自然界中大量振動現(xiàn)象激勵和時間都為非確定的函數(shù)關(guān)系,如不平路面上行駛的車輛振動、地震引起的結(jié)構(gòu)振動等。它們共同的特點是激勵和時間不成特定的函數(shù)關(guān)系,在激勵的正確性對所研究對象不影響的情況下
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基礎(chǔ)激勵下6-UHP并聯(lián)平臺的動力學(xué)建模與仿真[J]. 王曉明,徐振邦,王兵,梁凱翔,吳清文. 機器人. 2016(06)
[2]基于ADAMS和Matlab/Simulink的6-UCU型Stewart并聯(lián)機構(gòu)聯(lián)合仿真[J]. 許宏光,譚健. 機床與液壓. 2016(11)
[3]空間光學(xué)載荷六維隔振系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 楊劍鋒,徐振邦,吳清文,李義,陳立恒,顧營迎. 光學(xué)精密工程. 2015(05)
[4]被動式Stewart隔沖平臺的剛度特性[J]. 張春輝,汪玉,溫肇東,趙建華. 振動.測試與診斷. 2015(02)
[5]鉸鏈間隙對6自由度并聯(lián)機床刀具位姿的影響分析[J]. 陳小崗,孫宇,彭斌彬,劉遠偉. 機械科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[6]空氣彈簧隔振平臺的振動傳遞率研究[J]. 林杰俊,李東升,沈小燕,金亮冰. 機械設(shè)計與制造. 2012(12)
[7]基于ADAMS的柔性體并聯(lián)機構(gòu)的變形及振動仿真分析[J]. 劉紅軍,張慶飛. 制造業(yè)自動化. 2012(01)
[8]Gough-Stewart并聯(lián)機器人剛體動力學(xué)模型[J]. 呂幫俊,彭利坤,邢繼峰,朱石堅. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(10)
[9]減振器阻尼比的確定[J]. 顧信忠,張鐵山. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2010(12)
[10]天基精密跟瞄Stewart平臺及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李偉鵬,黃海. 航天控制. 2010(04)
博士論文
[1]六自由度隔振平臺實驗系統(tǒng)主被動耦合減振控制方法研究[D]. 錢承.湖南大學(xué) 2015
[2]飛行模擬器動感模擬關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]帶柔性梁的Stewart平臺的衛(wèi)星微振動動力學(xué)研究[D]. 吳國軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于Stewart機構(gòu)的隔振技術(shù)研究[D]. 楊小龍.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]Stewart平臺參數(shù)化動力學(xué)模型與隔振性能研究[D]. 馬青超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]轎車動力總成懸置系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析與優(yōu)化設(shè)計[D]. 龐明偉.吉林大學(xué) 2008
[5]基于并聯(lián)機構(gòu)六自由度減振平臺的設(shè)計與研究[D]. 石奇端.江蘇大學(xué) 2007
本文編號:2901270
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Stewart隔振平臺三維模型
圖 3.3 ANSYS FEM 模型模中上下平臺、上下支腿采用 Shell63 和 Beam188平臺和支腿之間都采用 Combine14 彈簧-阻尼單元模數(shù)來達到平臺結(jié)構(gòu)參數(shù)化的目的。為使 ANSYS 建模進行建模。初始位姿下平臺各結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為:, Rb=0.6m,Rp=0.45m,δb=18.8°,δp=11.5°,H=0.45TLAB 求得前六階固有頻率對比如表 3-1 所示:表 3.1:ANSYS、MATLAB 六階固有頻率對比固有頻率階數(shù) MATLAB ANSYS 誤差1 2.576 2.503 2.9%2 3.577 3.480 2.7%3 7.302 7.142 2.2%4 12.251 12.304 0.4%5 18.631 17.920 3.9%6 19.451 19.820 1.8%知理論解與 ANSYS 仿真結(jié)果基本一致,可認為理論建模
然后去掉模型中對受力結(jié)構(gòu)影響不大的結(jié)構(gòu)(如倒角、小孔等),為分析方便,然后直接在UG自帶有限元分析模塊Nastran中進行靜剛度分析。設(shè)置材料屬性為鋼,沿桿方向施加1000N的壓力,其變形結(jié)果如圖4.4所示。圖4.4 球鉸、萬向鉸有限元分析從仿真結(jié)果可以看出,球鉸變形為 1.04×10-3mm,萬向鉸變形為 5.62×10-3mm,則通過計算沿桿方向的靜剛度為 ks=9.615×105N/mm,ku=1.77×105N/mm,平臺的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2.2。自然界中大量振動現(xiàn)象激勵和時間都為非確定的函數(shù)關(guān)系,如不平路面上行駛的車輛振動、地震引起的結(jié)構(gòu)振動等。它們共同的特點是激勵和時間不成特定的函數(shù)關(guān)系,在激勵的正確性對所研究對象不影響的情況下
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基礎(chǔ)激勵下6-UHP并聯(lián)平臺的動力學(xué)建模與仿真[J]. 王曉明,徐振邦,王兵,梁凱翔,吳清文. 機器人. 2016(06)
[2]基于ADAMS和Matlab/Simulink的6-UCU型Stewart并聯(lián)機構(gòu)聯(lián)合仿真[J]. 許宏光,譚健. 機床與液壓. 2016(11)
[3]空間光學(xué)載荷六維隔振系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 楊劍鋒,徐振邦,吳清文,李義,陳立恒,顧營迎. 光學(xué)精密工程. 2015(05)
[4]被動式Stewart隔沖平臺的剛度特性[J]. 張春輝,汪玉,溫肇東,趙建華. 振動.測試與診斷. 2015(02)
[5]鉸鏈間隙對6自由度并聯(lián)機床刀具位姿的影響分析[J]. 陳小崗,孫宇,彭斌彬,劉遠偉. 機械科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[6]空氣彈簧隔振平臺的振動傳遞率研究[J]. 林杰俊,李東升,沈小燕,金亮冰. 機械設(shè)計與制造. 2012(12)
[7]基于ADAMS的柔性體并聯(lián)機構(gòu)的變形及振動仿真分析[J]. 劉紅軍,張慶飛. 制造業(yè)自動化. 2012(01)
[8]Gough-Stewart并聯(lián)機器人剛體動力學(xué)模型[J]. 呂幫俊,彭利坤,邢繼峰,朱石堅. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(10)
[9]減振器阻尼比的確定[J]. 顧信忠,張鐵山. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2010(12)
[10]天基精密跟瞄Stewart平臺及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李偉鵬,黃海. 航天控制. 2010(04)
博士論文
[1]六自由度隔振平臺實驗系統(tǒng)主被動耦合減振控制方法研究[D]. 錢承.湖南大學(xué) 2015
[2]飛行模擬器動感模擬關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]帶柔性梁的Stewart平臺的衛(wèi)星微振動動力學(xué)研究[D]. 吳國軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于Stewart機構(gòu)的隔振技術(shù)研究[D]. 楊小龍.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]Stewart平臺參數(shù)化動力學(xué)模型與隔振性能研究[D]. 馬青超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]轎車動力總成懸置系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析與優(yōu)化設(shè)計[D]. 龐明偉.吉林大學(xué) 2008
[5]基于并聯(lián)機構(gòu)六自由度減振平臺的設(shè)計與研究[D]. 石奇端.江蘇大學(xué) 2007
本文編號:2901270
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