鋼帶并聯(lián)機(jī)器人的非線性屈曲分析.pdf

1、本課題提出一種新型的以薄壁鋼帶作為支撐件的鋼帶并聯(lián)機(jī)器人，其具有屈曲失穩(wěn)特性，在鋼帶伸縮過(guò)程中，其圓弧截面在卷簡(jiǎn)裝置處將會(huì)被展平為直線狀，這一過(guò)程包含了幾何非線性，至今還沒(méi)有相關(guān)的研究。所以對(duì)單根鋼帶或是整個(gè)鋼帶并聯(lián)機(jī)器人的非線性屈曲分析具有重要的意義。
　　 本文主要采用非線性屈曲分析的方法分別研究單根鋼帶以及鋼帶并聯(lián)機(jī)器人整機(jī)的臨界失穩(wěn)力，主要內(nèi)容包括：
　　 1.在第2章中，因?yàn)榈葓A弧截面薄壁鋼帶具有屈曲特性，所以

2、具體介紹了桿系結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)類型和失穩(wěn)特征；特征值(線性)屈曲分析和非線性屈曲分析的原理和分析步驟；殼單元的剛度矩陣以及幾何非線性的有限元格式。
　　 2.在第3章中，針對(duì)不同厚度、長(zhǎng)度、圓心角的簡(jiǎn)化的變截面薄壁鋼帶和等圓弧截面薄壁鋼帶，分別采用實(shí)體單元和殼單元對(duì)它們進(jìn)行特征值屈曲分析以及非線性屈曲分析，共計(jì)三種方案，得到其臨界失穩(wěn)力與厚度、圓心角、長(zhǎng)度的關(guān)系，此外還可以得到不同方案之間的區(qū)別和聯(lián)系。對(duì)采用殼單元的等圓弧截面薄壁鋼帶

3、的非線性屈曲分析不設(shè)置求解終止，得到其后屈曲特性，進(jìn)而可以判別鋼帶的失穩(wěn)類型。
　　 3.在第4章中，分別將三種方案的有限元仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以得知采用殼單元對(duì)鋼帶進(jìn)-行非線性屈曲分析的方案所得到的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果最吻合。
　　 4.在第5章中，針對(duì)動(dòng)平臺(tái)平動(dòng)、扭轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)的三中基本運(yùn)動(dòng)形式，采用殼單元與實(shí)體單元相結(jié)合對(duì)鋼帶并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了非線性屈曲分析(以特征值屈曲分析為基礎(chǔ))。分別得到其臨界失穩(wěn)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)之