2UPS-RPU少自由度并聯(lián)機構的動態(tài)優(yōu)化設計.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)機構為研究對象，以運動學設計和靜剛度設計的結果為依據(jù)，結合多柔體動力學理論與有限元理論對并聯(lián)機構進行了彈性動力學建模，并利用有限元軟件對其進行仿真分析，之后通過機構的動態(tài)性能參數(shù)進行機構的優(yōu)化設計。為該機構的設計及樣機制造提供了堅實的理論基礎。
　　首先，利用有限元理論和動態(tài)子結構思想建立了空間柔性梁單元的彈性動力學方程，之后結合柔性桿的彈性形變和機構的運動學、

2、動力學約束條件等運動協(xié)調條件，推導出了該機構系統(tǒng)的彈性動力學模型。
　　然后，基于協(xié)同的思想，結合系統(tǒng)動力學仿真軟件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)機構的剛柔耦合體模型，根據(jù)預定動平臺的運動規(guī)律，完成該模型的動力學仿真。通過仿真結果對比分析可知，剛柔耦合體模型的仿真結果能更加真實、準確地反映機構的動態(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)機構進行了有限元建模，并對其進行模態(tài)分析、諧響應分析、瞬態(tài)動力學分析等動態(tài)特性的研究，確定該機構的各階模態(tài)振型，并得出對該機構系統(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)化設計的狀態(tài)變量或目標函數(shù)。
　　最后，參考機構動態(tài)特性參數(shù)指標，以機構系統(tǒng)基頻全域均值最大為優(yōu)化目標，以機構總質量為約束條件，并以機構桿件的長度和直徑為設計變量，實現(xiàn)了2UPS-RPU并聯(lián)機構桿件參數(shù)的優(yōu)化設計，提高了