柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有輕質(zhì)、低能耗、高精度等優(yōu)點,在航空航天、精密加工與測量、高速裝配等領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。然而,柔性構(gòu)件在驅(qū)動力或外力作用下很容易發(fā)生彎曲、拉伸等彈性變形,導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)動精度降低,平穩(wěn)性下降,嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)系統(tǒng)失穩(wěn)和柔性桿損壞。因此,準(zhǔn)確建立柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)的柔性多體動力學(xué)模型,分析柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)行為,對工程應(yīng)用具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文以柔性平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對象,采用絕對節(jié)點坐標(biāo)方法建立其動力學(xué)模型。對柔性單擺梁和柔性空間雙擺進(jìn)行動力學(xué)仿真,同時利用有限元分析軟件ANSYS建立相同條件下的有限元分析模型,驗證了絕對節(jié)點坐標(biāo)方法的求解精度和在三維大變形柔性系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。完成對柔性平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的柔性多體動力學(xué)建模和求解。將主動桿和從動桿均視為柔性桿,采用絕對節(jié)點坐標(biāo)三維梁單元描述,通過直接積分方法求解系統(tǒng)動力學(xué)方程,獲得了各時刻并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿。結(jié)果表明,由于柔性桿的彎曲和拉伸變形,使得機(jī)構(gòu)的輸出軌跡產(chǎn)生很大的偏差,動平臺產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),并且導(dǎo)致動平臺加速度的波動,降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在ANSYS中建立平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)有限元分析模... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)
        1.2.2 柔性多體動力學(xué)
        1.2.3 系統(tǒng)動力學(xué)方程求解算法研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 本文體系結(jié)構(gòu)
    1.4 本章小結(jié)
第2章 絕對節(jié)點坐標(biāo)法理論基礎(chǔ)和算例分析
    2.1 引言
    2.2 絕對節(jié)點坐標(biāo)方法有限元列式構(gòu)造
        2.2.1 絕對節(jié)點坐標(biāo)梁單元幾何描述
        2.2.2 絕對節(jié)點坐標(biāo)梁單元彈性力
        2.2.3 絕對節(jié)點坐標(biāo)梁單元廣義外力陣
    2.3 絕對節(jié)點坐標(biāo)梁單元動力學(xué)系統(tǒng)建模
        2.3.1 絕對節(jié)點坐標(biāo)梁單元質(zhì)量矩陣
        2.3.2 絕對節(jié)點坐標(biāo)梁單元動力學(xué)方程
    2.4 仿真算例
        2.4.1 單擺梁仿真算例
        2.4.2 空間雙擺仿真算例
    2.5 本章小結(jié)
第3章 平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析
    3.3 平面3-RRR機(jī)構(gòu)動力學(xué)建模
        3.3.1 柔性桿彈性力
        3.3.2 轉(zhuǎn)動副約束方程
        3.3.3 系統(tǒng)動力學(xué)方程
    3.4 平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)ANCF仿真結(jié)果
    3.5 平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)有限元分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 平面3-RRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)影響參數(shù)分析
    4.1 引言
    4.2 影響參數(shù)評價指標(biāo)
    4.3 參數(shù)影響分析
        4.3.1 材料彈性模量
        4.3.2 桿件橫截面形狀與尺寸
        4.3.3 機(jī)構(gòu)負(fù)載
        4.3.4 動平臺角頻率
        4.3.5 動平臺質(zhì)心運(yùn)動軌跡
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果



本文編號：3676252