新型五自由度并联机构的动力学仿真与实验

发布时间：2017-08-26 04:22

  本文关键词：新型五自由度并联机构的动力学仿真与实验

  更多相关文章： 并联机构 实验模态分析 有限元 传递矩阵法 滚动轴承 刚度辨识

【摘要】：面对国家航空和汽车工业对飞机机翼及汽车车体等大型结构件高效加工重要需求，本文以一种新型五自由度并联机构T5为研究对象，深入研究其精准有限元模型的创建与全域分析方法，内容涉及轴承理论建模与分析、整机有限元建模与分析、实验模态分析及灵敏度分析等。本文主要研究成果如下： 1.滚动轴承静刚度辨识。利用多体系统传递矩阵法建立滚动轴承支撑单元静刚度参数与结构模态参数间的映射关系；借助实验模态分析法分析滚动轴承支撑单元的固有特性，进而确定滚动轴承支撑单元的静刚度参数，最后根据实验结果修正滚动轴承的有限元模型。 2.有限元建模与模态分析。将T5并联机构拆解为若干子结构，，基于SAMCEF软件建立各子结构的有限元模型，根据子结构位形坐标构建整机有限元分析模型。通过改变子结构位形坐标，可在不同位形下快速建立整机有限元分析模型，实现全域分析，有效地提高了计算效率。 3.实验验证。采用激振器法对T5并联机构开展实验模态分析，提取系统低频段模态参数，根据固有频率值和系统振型验证有限元模型的有效性。联合两种分析结果给出真实样机的动态性能评估。 4.灵敏度分析。选取低频段内对整机动态性能影响显著的低阶固有频率值为评价指标，以T5并联机构动平台处铰链刚度值为变量，研究铰链刚性对整机模态的影响。 上述研究工作为进一步开展此新型五自由度并联机构的动态优化设计奠定了理论和实验基础。
【关键词】：并联机构 实验模态分析 有限元 传递矩阵法 滚动轴承 刚度辨识
【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
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景及意义9-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 机械系统动力学建模13-15
• 1.2.2 轴承结合面参数辨识15-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 第二章 轴承支撑单元刚度辨识18-36
• 2.1 引言18
• 2.2 滚动轴承静刚度辨识流程18-19
• 2.3 理论模型19-28
• 2.4 模态实验28-32
• 2.4.1 实验流程28-30
• 2.4.2 轴承刚度辨识30-32
• 2.5 有限元仿真32-34
• 2.6 本章小结34-36
• 第三章 有限元模态分析36-58
• 3.1 引言36
• 3.2 T5 机构模块化建模总体规划36-38
• 3.3 典型结合面建模与参数38-42
• 3.3.1 典型结合面建模39-41
• 3.3.2 结合面参数41-42
• 3.4 T5 机构整机模型42-48
• 3.4.1 子结构位形坐标42-45
• 3.4.2 子结构模型45-48
• 3.5 T5 机构模态分析48-55
• 3.5.1 T5 机构本体模态分析48-51
• 3.5.2 T5 机构二自由度转头模态分析51-52
• 3.5.3 T5 机构整机模态分析52-55
• 3.6 动平台铰链刚性对整机动态特性的影响55-57
• 3.7 本章小结57-58
• 第四章 实验模态分析58-76
• 4.1 引言58
• 4.2 实验原理58-59
• 4.3 实验装置、设备与器材59-60
• 4.4 实验步骤60-69
• 4.4.1 实验准备61-65
• 4.4.2 参数设置65-68
• 4.4.3 数据采集68-69
• 4.5 实验数据分析69-75
• 4.6 本章小结75-76
• 第五章 全文总结76-78
• 5.1 全文总结76
• 5.2 工作展望76-78
• 参考文献78-82
• 发表论文和参加科研情况说明82-83
• 致谢83

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本文编号：739641