柔順機構(gòu)的動力學(xué)分析與設(shè)計.pdf

1、柔順機構(gòu)作為機構(gòu)學(xué)中一個新的研究領(lǐng)域，正在引起人們更廣泛的關(guān)注。盡管在運動學(xué)研究方面取得了不少進展，但是仍缺乏對其動力學(xué)特性進行分析的有效方法。如何通過有效手段使動力學(xué)問題簡單化并盡快認(rèn)識和改善柔順機構(gòu)動力學(xué)特性是一個拯待解決的問題。本文主要研究柔順機構(gòu)動力學(xué)模型、頻率特性分析以及在機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中的若干問題。 第一，以柔性桿為研究對象，充分考慮其大變形特性，根據(jù)梁變形理論，結(jié)合偽剛體模型所得邊界條件，建立柔性桿的變形曲線，進

2、而推導(dǎo)柔性桿的動能；基于功能轉(zhuǎn)化原理，推導(dǎo)柔性桿的變形能：在此基礎(chǔ)上，建立柔順機構(gòu)的動力學(xué)模型。最后，通過算例表明該動力學(xué)模型的可行性與優(yōu)越性。柔順機構(gòu)動力學(xué)模型的建立為進行動力學(xué)特性分析奠定了基礎(chǔ)。 第二，基于所建動力學(xué)模型，研究平行導(dǎo)向柔順機構(gòu)的頻率特性。主要討論柔性桿截面參數(shù)、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)以及材料性能參數(shù)對系統(tǒng)固有頻率的影響，揭示了系統(tǒng)固有頻率隨截面參數(shù)、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)以及材料性能的變化規(guī)律，對柔順機構(gòu)的性能改進、設(shè)計高性能