風(fēng)洞試驗(yàn)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(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)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(dòng)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(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在( ) 實(shí)驗(yàn)室完成。( 請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)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(yàn)?zāi)Ｐ椭蜗到y(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的串聯(lián)硬式支撐系統(tǒng)，具有剛度高、動(dòng)態(tài)特性好、工作空間大、對(duì)氣流流場(chǎng)干擾小等顯著優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(yàn)的關(guān)鍵。因此，本文重點(diǎn)對(duì)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(jì)參數(shù)，建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)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(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。其次，重點(diǎn)分析了W D P S S 一8 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(yàn)中的有吹風(fēng)和無吹風(fēng)試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)工作空間的數(shù)值計(jì)算，并通過A D A M S 仿真試驗(yàn)和樣機(jī)試驗(yàn)對(duì)M A T L A B 的理論仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)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(jì)方面逐步優(yōu)化機(jī)構(gòu)工作空間的三個(gè)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(duì)比這三個(gè)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(yàn)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(diǎn)的布置方式，以滿足多種不同的風(fēng)洞試驗(yàn)的要求。本文的研究工作為繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)約束分析、工作空間求解和構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的理