基于仿生學(xué)的免裝配柔性夾鉗設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、免裝配設(shè)計(jì)具有簡化結(jié)構(gòu)、減小體積和質(zhì)量、無需裝配等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。3D打印技術(shù)的興起為免裝配設(shè)計(jì)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，免裝配設(shè)計(jì)理論與方法研究顯得更為迫切。本文提出了免裝配柔性機(jī)構(gòu)的型綜合方法，研究了基于變密度法的柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，利用基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化的免裝配設(shè)計(jì)方法和基于剛性機(jī)構(gòu)柔性化的免裝配設(shè)計(jì)方法對(duì)柔性夾鉗進(jìn)行了免裝配設(shè)計(jì)。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）對(duì)柔性機(jī)構(gòu)的型綜合方法進(jìn)行了研究。針對(duì)運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)

2、鏈及機(jī)構(gòu)進(jìn)行了免裝配設(shè)計(jì)。按照剛性運(yùn)動(dòng)副的五級(jí)劃分，將每一級(jí)的剛性運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的柔性鉸鏈。在此基礎(chǔ)上提出了兩種免裝配柔性機(jī)構(gòu)型綜合方法。
　?。?）研究了變密度法拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)。建立了拓?fù)鋬?yōu)化模型，采用了SIMP法、RAMP法和“四舍五入”法三種變密度法拓?fù)鋬?yōu)化方法對(duì)算例模型進(jìn)行了求解，比較了三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為二維柔性夾鉗的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　?。?）設(shè)計(jì)了一種二維免裝配柔性夾鉗。采用變密度法對(duì)二維柔性夾鉗進(jìn)行了拓?fù)?/p>

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后用經(jīng)驗(yàn)法重構(gòu)模型并進(jìn)行了力學(xué)性能分析，驗(yàn)證了柔性夾鉗設(shè)計(jì)結(jié)果的有效性。對(duì)重要參數(shù)進(jìn)行了分析，說明了將免裝配設(shè)計(jì)與拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)合起來是切實(shí)可行的。
　?。?）設(shè)計(jì)了一種三維免裝配柔性夾鉗。采用滑塊搖桿機(jī)構(gòu)為原型，計(jì)算了各桿件尺寸及位置，采用經(jīng)驗(yàn)法將機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為柔性鉸鏈。對(duì)三維柔性夾鉗的模型進(jìn)行了力學(xué)性能仿真和運(yùn)動(dòng)過程分析，研究結(jié)果表明本文所提出的三維免裝配機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路是切實(shí)可行的。
　　論文結(jié)合免裝配設(shè)計(jì)