發(fā)布時(shí)間：2024-06-11 23:57

　　柔順機(jī)構(gòu)是通過其部分或全部具有柔性構(gòu)件的彈性變形來傳遞力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、無摩擦磨損、容易裝配、高精度、高可靠性、輕質(zhì)量及實(shí)現(xiàn)微型化等優(yōu)點(diǎn)。它已經(jīng)在微機(jī)電系統(tǒng)器件設(shè)計(jì)、生物工程顯微操作、光纖對接和航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。采用拓?fù)鋬?yōu)化方法設(shè)計(jì)柔順機(jī)構(gòu),只需給定設(shè)計(jì)域和指定輸入輸出位置,無需從一個(gè)已知的剛性機(jī)構(gòu)出發(fā),且所得機(jī)構(gòu)具有優(yōu)化的力-位移輸入輸出關(guān)系,因而引起了人們的重視。本文基于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法,對柔順機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、可靠性及幾何非線性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的研究,主要研究內(nèi)容如下: (1)基于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法進(jìn)行了多輸入多輸出柔順機(jī)構(gòu)多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化。建立了柔順機(jī)構(gòu)多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型,目標(biāo)函數(shù)以應(yīng)變能最小和互應(yīng)變能最大來滿足機(jī)構(gòu)的剛度和柔度需求。在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了描述多輸入多輸出柔順機(jī)構(gòu)柔性的互應(yīng)變能公式和描述機(jī)構(gòu)剛性的應(yīng)變能公式,給出了抑制輸出耦合效應(yīng)的計(jì)算公式,建立了考慮抑制輸出耦合效應(yīng)時(shí)多輸入多輸出柔順機(jī)構(gòu)的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型。通過數(shù)值算例驗(yàn)證該模型的有效性。 (2)基于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法進(jìn)行了柔順機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化。以動(dòng)力放大系數(shù)最大化與應(yīng)變能最小化的加權(quán)函數(shù)為...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1剛性夾鉗和柔順夾鉗

而這些傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)中的零部件隨著尺寸的小型、微型及微納的需要，所面臨的制造、裝配和維護(hù)中的困難就越來越突出。另外，這些傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式的傳動(dòng)副也常常無法滿足微型及小型機(jī)械對傳遞力和運(yùn)動(dòng)的需要。隨著機(jī)構(gòu)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在它們相交叉的領(lǐng)域內(nèi)，為了達(dá)到微機(jī)械系統(tǒng)所要求....

圖2-9微夾持柔順機(jī)構(gòu)拓?fù)鋱D

outUoutUFF(a)微夾持機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)域和邊界條件(b)等價(jià)設(shè)計(jì)域圖2-8微夾持柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)域Fig.2-8Designdomainofgrippermechanism表2-1設(shè)計(jì)域尺寸、材料及輸入輸出的參數(shù)Table2-1Inputparamet....

圖2-10拓?fù)鋬?yōu)化迭代過程

圖2-10拓?fù)鋬?yōu)化迭代過程Fig.2-10Convergencehistory9(b)分別為微夾持柔順機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果和曲線。結(jié)構(gòu)是對稱的，對于對稱的半邊結(jié)構(gòu)來說是多拓?fù)鋬?yōu)化模型在如圖2-11的設(shè)計(jì)域中設(shè)計(jì)出計(jì)域的尺寸，材料及輸入輸出的參數(shù)如表2-21F2F迭代次....

圖2-12卷邊柔順機(jī)構(gòu)拓?fù)鋱D

(a)最優(yōu)拓?fù)鋱D(b)機(jī)構(gòu)變形圖圖2-12卷邊柔順機(jī)構(gòu)拓?fù)鋱DFig.2-12Optimalreusltofcurlingmechanism圖2-12(a)和圖2-12(b)分別為卷邊柔順機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果和變形圖，圖2-1數(shù)優(yōu)化迭代過程曲線。圖2-13....

本文編號(hào)：3992908