風(fēng)洞試驗WDPSS-8并聯(lián)支撐系統(tǒng)的工作空間理論分析及優(yōu)化研究.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動規(guī)范( 試行) 》。另外，該學(xué)位論文為( ) 課題( 組)的研究成果，獲得( ) 課題( 組) 經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在( ) 實驗室完成。( 請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲

2、明人( 簽名) ：胡蘊(yùn)諺加歷年籮月刀日摘要摘要繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為一種新型的風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ椭蜗到y(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的串聯(lián)硬式支撐系統(tǒng)，具有剛度高、動態(tài)特性好、工作空間大、對氣流流場干擾小等顯著優(yōu)點。針對本課題組研制的W D P S S 一8 冗余約束繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)，在滿足機(jī)構(gòu)運動約束條件的基礎(chǔ)上，如何分析和優(yōu)化有效工作空間，同時保證機(jī)構(gòu)具有足夠的剛度是其成功應(yīng)用于飛行器風(fēng)洞試驗的關(guān)鍵。因此，本文重點對w D P s s ．8 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空問

3、和剛度問題展開分析，內(nèi)容如下。首先，結(jié)合w D P s s ．8 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)，建立機(jī)構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)模型。在A D A M S 環(huán)境下建立W D P S S ．8 的虛擬樣機(jī)模型，并對其進(jìn)行了運動學(xué)仿真分析。其次，重點分析了W D P S S 一8 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運動約束條件，包括幾何約束條件和繩拉力約束條件。根據(jù)風(fēng)洞試驗中的有吹風(fēng)和無吹風(fēng)試驗條件，闡述了W D P S S ．8 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的力封閉工作空間和力螺旋封閉T 作空間的理

4、論表達(dá)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合凸集理論、凸集分離定理和M o n t e ．C a r l o 仿真技術(shù)，詳細(xì)論述了基于超平面投影法的w D P S S ．8 機(jī)構(gòu)工作空間的求解策略，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一種基于結(jié)構(gòu)矩陣零空間的工作空間快速求解法。在M A T L A B 環(huán)境下實現(xiàn)了機(jī)構(gòu)工作空間的數(shù)值計算，并通過A D A M S 仿真試驗和樣機(jī)試驗對M A T L A B 的理論仿真結(jié)果進(jìn)行了驗證。最后，推導(dǎo)了w D P s S _ 8 機(jī)

5、構(gòu)的靜剛度解析表達(dá)式。結(jié)合剛度分析，提出了從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面逐步優(yōu)化機(jī)構(gòu)工作空間的三個方案，并依次在M A T L A B 環(huán)境下進(jìn)行了理論工作空間仿真求解。通過綜合對比這三個優(yōu)化方案的工作空間、剛度及干涉約束條件，選出可執(zhí)行程度最高的方案。通過仿真和驗證分析可知，通過調(diào)整w D P S S ．8 機(jī)構(gòu)的繩牽引點的布置方式，以滿足多種不同的風(fēng)洞試驗的要求。本文的研究工作為繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運動約束分析、工作空間求解和構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計提供了一定的理