風(fēng)洞分離試驗(yàn)外掛物驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)特性分析.pdf

1、風(fēng)洞分離試驗(yàn)外掛物驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)特性分析重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：沈敏圣指導(dǎo)教師：謝志江教授專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二O一三年六月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要在風(fēng)洞分離試驗(yàn)中，需要一個(gè)外掛物模型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，對模型進(jìn)行六個(gè)自由度的各種姿態(tài)的調(diào)整。外掛物驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求在有限的空間位置內(nèi)，能提供較大的模型姿態(tài)調(diào)整能力，同時(shí)滿足高精度、高速度的要求，并具有較小的風(fēng)場阻塞度。根據(jù)國內(nèi)風(fēng)洞發(fā)展需要，設(shè)計(jì)了一

2、個(gè)能滿足上述要求的外掛物驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)為一六自由度全解耦串聯(lián)機(jī)構(gòu)。論文對風(fēng)洞及風(fēng)洞試驗(yàn)的背景和發(fā)展情況進(jìn)行了介紹，明確了外掛物驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要作用，并介紹了國內(nèi)外現(xiàn)有六自由度模型姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀。從運(yùn)動(dòng)形式上來說，一般有兩種實(shí)現(xiàn)類型：一種是六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)保持相互獨(dú)立，另一種六自由度機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)以上部件的回轉(zhuǎn)約束組合變化來提供六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。論文比較了現(xiàn)有的串聯(lián)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種六自由度全解耦串聯(lián)機(jī)構(gòu)，并在機(jī)構(gòu)阻塞度

3、、機(jī)構(gòu)靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性等方面做了如下研究。①機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建立了機(jī)構(gòu)的三維模型，介紹了機(jī)構(gòu)的三個(gè)組成部分與實(shí)現(xiàn)方式，畫出了機(jī)構(gòu)簡圖，計(jì)算了機(jī)構(gòu)的自由度。利用機(jī)構(gòu)六個(gè)自由度全解耦的特點(diǎn)，采用解析的方法導(dǎo)出了機(jī)構(gòu)六個(gè)輸入的位置逆解方程并驗(yàn)證了其正確性，為機(jī)構(gòu)的控制提供了理論依據(jù)。②機(jī)構(gòu)靜態(tài)特性分析。將機(jī)構(gòu)的模型導(dǎo)入到Ansyswkbench中進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到機(jī)構(gòu)的受力變形情況，通過機(jī)構(gòu)角位移變形判斷機(jī)構(gòu)靜態(tài)特性的優(yōu)劣，為進(jìn)一步的機(jī)構(gòu)優(yōu)

4、化提供依據(jù)。③機(jī)構(gòu)風(fēng)場阻塞度分析。利用Matlab軟件對機(jī)構(gòu)的風(fēng)場阻塞度進(jìn)行了計(jì)算驗(yàn)證，得到機(jī)構(gòu)阻塞度隨模型位姿變化的趨勢。綜合角位移變形和阻塞度兩個(gè)性能指標(biāo)，判斷機(jī)構(gòu)具有良好的靜態(tài)特性，滿足設(shè)計(jì)要求。④機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析。根據(jù)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析的理論基礎(chǔ)，運(yùn)用Ansyswkbench軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)、諧響應(yīng)、瞬態(tài)三個(gè)方面的分析，得到了風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)需要避免的各階頻率和周期載荷，以及機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)良好的動(dòng)態(tài)特性。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵