2UPS-RPU少自由度并聯(lián)機構(gòu)的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本文以馮志友教授提出的新型含串聯(lián)輸入支鏈的2UPS-RPU少自由度并聯(lián)機構(gòu)為研究對象，以運動學(xué)設(shè)計和靜剛度設(shè)計的結(jié)果為依據(jù)，結(jié)合多柔體動力學(xué)理論與有限元理論對并聯(lián)機構(gòu)進行了彈性動力學(xué)建模，并利用有限元軟件對其進行仿真分析，之后通過機構(gòu)的動態(tài)性能參數(shù)進行機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。為該機構(gòu)的設(shè)計及樣機制造提供了堅實的理論基礎(chǔ)。
　　首先，利用有限元理論和動態(tài)子結(jié)構(gòu)思想建立了空間柔性梁單元的彈性動力學(xué)方程，之后結(jié)合柔性桿的彈性形變和機構(gòu)的運動學(xué)、

2、動力學(xué)約束條件等運動協(xié)調(diào)條件，推導(dǎo)出了該機構(gòu)系統(tǒng)的彈性動力學(xué)模型。
　　然后，基于協(xié)同的思想，結(jié)合系統(tǒng)動力學(xué)仿真軟件ADAMS和有限元軟件ANSYS各自的優(yōu)點，通過模態(tài)中性文件和載荷譜數(shù)據(jù)的傳遞，建立了2UPS-RPU少自由度并聯(lián)機構(gòu)的剛?cè)狁詈象w模型，根據(jù)預(yù)定動平臺的運動規(guī)律，完成該模型的動力學(xué)仿真。通過仿真結(jié)果對比分析可知，剛?cè)狁詈象w模型的仿真結(jié)果能更加真實、準確地反映機構(gòu)的動態(tài)性能，提高仿真精度。
　　其次，利用ANSY

3、S軟件對2UPS-RPU少自由度并聯(lián)機構(gòu)進行了有限元建模，并對其進行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動力學(xué)分析等動態(tài)特性的研究，確定該機構(gòu)的各階模態(tài)振型，并得出對該機構(gòu)系統(tǒng)動態(tài)性能影響最大的頻率，提取該段頻率以作為動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的狀態(tài)變量或目標函數(shù)。
　　最后，參考機構(gòu)動態(tài)特性參數(shù)指標，以機構(gòu)系統(tǒng)基頻全域均值最大為優(yōu)化目標，以機構(gòu)總質(zhì)量為約束條件，并以機構(gòu)桿件的長度和直徑為設(shè)計變量，實現(xiàn)了2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)桿件參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，提高了