平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真
发布时间：2020-11-13 03:19
平面连杆机构是一种应用十分广泛的机构。对它的分析及设计一直是机构学研究的一个重要课题。但传统方法对于常见的连杆机构的运动学、动力学分析仍然是非常繁琐,以至于很难对它进行深入的研究,如果建立一个连杆机构的仿真系统,使设计人员在进行设计时,从复杂的机构分析和烦琐的计算中摆脱出来,集中精力从事于创新工作,那将是很有意义的。基于这样一种考虑,本课题尝试建立一个平面连杆机构的运动学仿真系统。 本文从机构的基本组成谈起,探讨了运动链成为机构的条件,推导了平面机构自由度的计算公式,并提出了平面机构的组成原理,指出任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的;然后阐述了图论的一些基本知识,以及图在计算机中的表示方法,指出以点表示构件、以边表示运动副的拓扑图与机构的结构简图之间具有一一对应关系;在此基础上,着重阐述了如何建立结点基本信息数据库和约束关系数据库,从而构造出平面连杆机构的数学模型。依据平面连杆机构的基本组成原理,通过对此数学模型分析,分离出可独立求解的机构模型,并用相应的机构分析方法对它进行求解,建立了平面连杆机构运动学分析专家系统。目前这一系统可完成部分平面连杆机构的运动学分析及动画仿真。 文章的最后部分是仿真系统的实现部分,通过分析平面连杆机构实例演示了本仿真软件的使用方法和基本功能,并对仿真结果进行了验证。
【学位单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH112.1
【文章目录】：
独创性声明
学位论文版权使用授权书
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
目录
第1章 计算机辅助分析技术在机构学中的应用
1.1 机构学概述
1.1.1 机构学的研究对象
1.1.2 机构学的基本内容
1.1.2.1 机构结构学
1.1.2.2 机构运动学
1.1.2.3 机构动力学
1.1.3 机构学的发展趋势
1.2 机构仿真系统概述
1.2.1 机构仿真的概念和作用
1.2.2 机构仿真软件的发展现状
1.2.3 运动学仿真软件的关键技术
1.2.3.1 机构结构的数学描述
1.2.3.2 机构拓扑图的分析
1.2.3.3 机构的计算分析
1.2.3.4 设计友好的人机交互界面
1.3 本课题介绍
第2章 机构的组成和结构分析
2.1 研究机构结构的目的
2.2 平面机构自由度的计算
2.2.1 拉格朗日坐标系
2.2.2 平面离散质点系的自由度
2.2.3 广义坐标
2.2.4 切贝谢夫-克鲁伯公式
2.3 平面机构的组成原理
2.3.1 平面机构的组成原理
2.3.2 杆组具有运动确定性及静力确定性
第3章 连杆机构的信息化
3.1 图的基本概念
3.1.1 图的概念
3.1.2 回路
3.1.3 欧拉（Euler's）定理
3.2 图的矩阵表示
3.2.1 图的关联矩阵表示法
3.2.2 图的邻接矩阵表示法
3.3 平面连杆机构的拓扑图
3.3.1 机构运动简图
3.3.2 运动链的拓扑图
3.3.3 单自由度平面连杆机构的类型综合
3.4 平面连杆机构在计算机内的表示
3.4.1 结点基本信息数据库
3.4.2 约束关系数据库
第4章 平面连杆机构的运动学分析
4.1 机构运动分析的目的及常用方法
4.1.1 机构运动分析的目的
4.1.2 机构运动分析的常用方法
4.2 复数矢量的基本运算
4.2.1 平面向量的复数极坐标表示法
4.2.2 向量回转
4.2.3 复数极坐标表示的向量的微分
4.3 连杆机构的整体运动分析法
4.3.1 同一构件上两点之间的速度和加速度关系
4.3.2 组成移动副两构件间、重合点间的速度和加速度关系
4.3.3 六杆机构的运动分析
4.4 （?）级杆组的运动分析
4.4.1 刚体的运动分析
4.4.2 （?）级杆组的运动分析
第5章 平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真系统的实现
5.1 平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真系统简介
5.1.1 系统的功能
5.1.2 系统的使用
5.2 部分平面连杆机构的分析结果
5.3 分析结果的验证
第6章 结论
参考文献
论文列表
致谢
【引证文献】
本文编号：2881645
【学位单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH112.1
【文章目录】：
独创性声明
学位论文版权使用授权书
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
目录
第1章 计算机辅助分析技术在机构学中的应用
1.1 机构学概述
1.1.1 机构学的研究对象
1.1.2 机构学的基本内容
1.1.2.1 机构结构学
1.1.2.2 机构运动学
1.1.2.3 机构动力学
1.1.3 机构学的发展趋势
1.2 机构仿真系统概述
1.2.1 机构仿真的概念和作用
1.2.2 机构仿真软件的发展现状
1.2.3 运动学仿真软件的关键技术
1.2.3.1 机构结构的数学描述
1.2.3.2 机构拓扑图的分析
1.2.3.3 机构的计算分析
1.2.3.4 设计友好的人机交互界面
1.3 本课题介绍
第2章 机构的组成和结构分析
2.1 研究机构结构的目的
2.2 平面机构自由度的计算
2.2.1 拉格朗日坐标系
2.2.2 平面离散质点系的自由度
2.2.3 广义坐标
2.2.4 切贝谢夫-克鲁伯公式
2.3 平面机构的组成原理
2.3.1 平面机构的组成原理
2.3.2 杆组具有运动确定性及静力确定性
第3章 连杆机构的信息化
3.1 图的基本概念
3.1.1 图的概念
3.1.2 回路
3.1.3 欧拉（Euler's）定理
3.2 图的矩阵表示
3.2.1 图的关联矩阵表示法
3.2.2 图的邻接矩阵表示法
3.3 平面连杆机构的拓扑图
3.3.1 机构运动简图
3.3.2 运动链的拓扑图
3.3.3 单自由度平面连杆机构的类型综合
3.4 平面连杆机构在计算机内的表示
3.4.1 结点基本信息数据库
3.4.2 约束关系数据库
第4章 平面连杆机构的运动学分析
4.1 机构运动分析的目的及常用方法
4.1.1 机构运动分析的目的
4.1.2 机构运动分析的常用方法
4.2 复数矢量的基本运算
4.2.1 平面向量的复数极坐标表示法
4.2.2 向量回转
4.2.3 复数极坐标表示的向量的微分
4.3 连杆机构的整体运动分析法
4.3.1 同一构件上两点之间的速度和加速度关系
4.3.2 组成移动副两构件间、重合点间的速度和加速度关系
4.3.3 六杆机构的运动分析
4.4 （?）级杆组的运动分析
4.4.1 刚体的运动分析
4.4.2 （?）级杆组的运动分析
第5章 平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真系统的实现
5.1 平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真系统简介
5.1.1 系统的功能
5.1.2 系统的使用
5.2 部分平面连杆机构的分析结果
5.3 分析结果的验证
第6章 结论
参考文献
论文列表
致谢
【引证文献】
相关期刊论文 前1条
1 李超;沈精虎;王炳强;;采用Pro/E二次开发的连杆机构自顶向下设计方法[J];现代制造工程;2010年11期
相关硕士学位论文 前1条
1 张静;平面连杆机构最佳传动角设计与机构运动仿真系统的研究[D];烟台大学;2007年
本文编号：2881645
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2881645.html
