一种冗余驱动并联模块的刚度分析及刚度优化

发布时间：2017-12-06 10:35

  本文关键词：一种冗余驱动并联模块的刚度分析及刚度优化

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【摘要】：本文密切结合飞机制造、水下管道修复等领域对搅拌摩擦焊装备的重要需求，在国家自然科学基金等项目资助下，侧重研究了一种新型五坐标混联作业单元的冗余驱动并联模块的位置逆解、广义雅可比矩阵、刚度分析及刚度优化设计问题。本文主要研究成果如下： 1位置逆解与广义雅可比矩阵。根据该冗余驱动并联模块的机械结构组成及工作原理，借助矢量法实现3-UPSUPP机构的逆位置分析；应用螺旋理论，分别建立该模块的驱动子雅可比矩阵、约束子雅可比矩阵及广义雅可比矩阵。 2刚度建模。应用螺旋理论建立该模块的驱动刚度矩阵，并通过重构单位力螺旋及单位运动螺旋，获得了物理含义清晰的约束刚度矩阵，进而建立整机刚度解析模型；针对典型位姿，借助商用软件开展有限元分析，验证上述解析模型的有效性；在此基础上，预估该模块的全域刚度性能分布规律。 3刚度优化设计。选取适宜的全域刚度性能评价指标，借助灵敏度分析，深入研究各零部件截面参数对该模块末端各向刚度性能的影响规律，从而确定关键设计参数；以全域刚度性能评价指标最优为目标函数，，施以工程约束，借助改进遗传算法进行了多目标优化设计；在此基础上，借助商用软件开展有限元分析，验证了上述刚度优化设计方法的有效性。 本文的研究成果为该混联构型搅拌摩擦焊装备的物理样机开发提供了理论依据。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1258324