一种高效的数值计算方法在柔性并联机构动力学中的应用

发布时间：2018-07-18 15:59

【摘要】：首先利用自然坐标法和绝对广义坐标法构建了刚柔混合3-RRRU空间并联机器人的非线性逆动力学模型,该模型可描述柔性空间梁单元的大范围非线性弹性变形,同时考虑了弹性构件的剪切效应。为了避免连续介质力学中泊松闭锁现象的发生,对弹性矩阵和应变能进行了合理分割,给出了高效计算弹性力及其雅克比矩阵的新方法。最后结合Generalized-α法和牛顿法,并以圆周运动轨迹为例,对柔性并联机构逆动力学模型的解进行了研究,验证了数值计算方法的有效性与正确性。
[Abstract]:Firstly, a nonlinear inverse dynamic model of a rigid-flexible hybrid 3-RRRU space parallel robot is constructed by using the natural coordinate method and the absolute generalized coordinate method. The model can describe the nonlinear elastic deformation of the flexible spatial beam element in a large range. The shear effect of elastic member is also considered. In order to avoid the phenomenon of Poisson's locking in continuum mechanics, the elastic matrix and strain energy are partitioned reasonably, and a new method for calculating elastic force and Jacobian matrix is given. Finally, combining Generalized-伪 method and Newton method, and taking the circular motion trajectory as an example, the solution of the inverse dynamic model of flexible parallel mechanism is studied, and the validity and correctness of the numerical method are verified.
【作者单位】： 天津大学机械工程学院;天津理工大学机械工程学院;
【基金】：天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目(17JCYBJC18300) 国家自然科学基金资助项目(51275353)
【分类号】：TH112

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本文编号：2132411