基于桿組法的機(jī)構(gòu)型綜合與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析系統(tǒng)研究.pdf

1、本文論述了機(jī)構(gòu)學(xué)研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)探討了全鉸鏈N桿組的機(jī)構(gòu)型綜合,提出了一種桿組的拓?fù)鋱D繪制方法;提出變胞元桿組概念、基于基本桿組和變胞元桿組的變胞機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論;對(duì)基本4桿組和變胞元4桿組進(jìn)行包含移動(dòng)副的構(gòu)型綜合分析;探討高級(jí)別桿組的非線性方程組解法,實(shí)驗(yàn)論證了4桿組構(gòu)型綜合理論,研制完成基于桿組法構(gòu)建的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件。
　　 (1)在已有研究的基礎(chǔ)上,本文首先計(jì)算分析并推導(dǎo)出桿組的特征值,提出了一種桿組拓?fù)鋱D的繪制原則?；谟?/p>

2、限的桿組特征值組合,采用拓?fù)鋱D法對(duì)1環(huán)以內(nèi)、不包含5元以上構(gòu)件的2至10桿組進(jìn)行了構(gòu)型綜合,列表給出了這些全鉸鏈桿組的拓?fù)鋱D和結(jié)構(gòu)圖。通過(guò)對(duì)比桿組特征值和桿組結(jié)構(gòu)圖譜,可快速準(zhǔn)確地判別結(jié)構(gòu)復(fù)雜機(jī)構(gòu)的級(jí)別,利于后續(xù)采用桿組模塊化運(yùn)動(dòng)學(xué)分析求解。提出了桿組構(gòu)型的數(shù)組表示法,并列出了構(gòu)型表,實(shí)現(xiàn)了桿組的數(shù)字化表示。通過(guò)實(shí)例分析了上述理論方法的正確性。
　　 (2)提出桿組構(gòu)型綜合的實(shí)用可動(dòng)型理論,對(duì)4A桿組和4B桿組提出了一種新的、直

3、觀的命名方法,通過(guò)桿組名稱可直觀地獲得桿組結(jié)構(gòu)構(gòu)型。基于實(shí)用可動(dòng)型進(jìn)一步分析和論證4A桿組有16種、4B桿組有21種構(gòu)型綜合。
　　 結(jié)合目前變胞機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn),提出變胞元桿組的概念,提出基于基本桿組和變胞元桿組的變胞機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、變胞方式等理論,舉例分析了變胞元桿組的蛻化和衍生原理,分析確定變胞元4A桿組、變胞元4B桿組構(gòu)型綜合分別為66種和70種,并列表給出其結(jié)構(gòu)圖。以上研究為機(jī)構(gòu)學(xué)的理論拓展和變胞機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了

4、可行的理論方法和詳實(shí)的圖表數(shù)據(jù)。
　　 (3)完成了基于桿組法構(gòu)建的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),闡述系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路,以及關(guān)鍵技術(shù),如4桿組的非線性方程組解法、所有2,4桿組的歸一化求解實(shí)現(xiàn)、含附加桿的機(jī)構(gòu)組建、桿組或構(gòu)件不同聯(lián)入方式的信息處理、多自由度機(jī)構(gòu)仿真預(yù)運(yùn)行、提出高級(jí)別桿組可行域的概念、利用機(jī)構(gòu)初始構(gòu)態(tài)信息作為迭代初值去求解位移模塊,較好地解決了非線性方程組求解對(duì)迭代初值的依賴性等?；跅U組法構(gòu)建的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析系