機電工程學院畢業(yè)設(shè)計論文-考慮溫度效應(yīng)的柔性和柔順機構(gòu)彈性動力學研究-展示頁
2025-06-18 06:35本頁面
【正文】 理論的發(fā)展 1 引言 3 摘 要 關(guān)鍵詞： 溫度效應(yīng)；彈性動力學； 柔性機構(gòu)；柔順機構(gòu)； 試驗測試 II 目 錄 畢業(yè)設(shè)計及答辯評價意見 對 基于柔順機構(gòu) 的 精密定位平臺進行了模態(tài)測試 和理論分析。針對柔性鉸鏈的轉(zhuǎn)動中心偏移所引起的誤差，利用有限元軟件對柔性鉸鏈回轉(zhuǎn)精度的閉式解析式進行了校驗，從而驗證了柔性鉸鏈回轉(zhuǎn)精度的閉環(huán)解析式的正確性。 (3)研究了一種外廓線為角圓形的雙軸矩形截面柔性鉸鏈，該 新型 柔性鉸鏈可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙軸柔性鉸鏈應(yīng)用于空間多自由度柔順機構(gòu)。 用卡氏定理和求反力的方法推導了直圓 柔性鉸鏈的 單元 剛度矩陣； 建立了高次項余弦函數(shù)的表達式，并用三角函數(shù)的換 元法求解得到 直圓 柔性鉸鏈的單元質(zhì)量矩陣的封閉解。研究 了時變的 RungeKutta 法求解方法，并用 RungeKutta 法和閉式算法研究了柔性機構(gòu)的應(yīng)力隨溫度動態(tài)變化的情況，研究結(jié)果表明 在研究柔性機構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)時不能忽略由于溫度變化所引起的溫度效應(yīng) 。 本 文 對 考慮溫度效應(yīng) 的 柔性 機構(gòu) 和 柔順 機構(gòu)的彈性動力學 問題作了以下研究 ： (1)對考慮溫度效應(yīng) (瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài) )的柔性機構(gòu)的彈性動力學問題進行了研究。 畢業(yè) 論文 考慮溫度效應(yīng) 的 柔性 和 柔順 機構(gòu) 彈性動力學研究 作 者 姓 名 洪志偉 廖鑄成 陳開智 作者 學號 自 評 成 績 年級 專業(yè) 2021 級數(shù)控技術(shù) 指 導 教 師 侯文峰 所 在 學 院 機 電 工程學院 論文提交日期 0 畢業(yè)設(shè)計及答辯評價意見 指導教師評語 : 指導教師（簽字）： 日期： 答辯委員會（評審小組）意見： 答辯委員會主任（簽字）： 日期： （評審小組組長） 綜合成績 I 摘 要 溫度的變化不僅會使結(jié)構(gòu)的材料特性發(fā)生變化，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而且還會使結(jié)構(gòu)的固有頻率發(fā)生變化。 機構(gòu)的變形和應(yīng)力不僅僅由機械力所產(chǎn)生，也可以由溫度變化或溫度場不均勻引起。在本構(gòu)關(guān)系中計入了熱應(yīng)變， 用虛功原理和有限元法推導了考慮溫度效應(yīng)的機構(gòu)彈性動力學方程。 (2)采用有限元法建立理論分析模型， 將 單軸 直圓 柔性鉸鏈作為變截面的 三節(jié)點 梁單元進行建模，每個節(jié)點有三個自由度，該單元可進行 回轉(zhuǎn) 中心的偏移計算。 推導直圓柔性鉸鏈 單 元 剛度矩陣和 單元 質(zhì)量矩陣的過程 具有通用性，對 采用 其它柔性鉸鏈的柔順機構(gòu)的理論建模具有借鑒意義。 通過 建立 三節(jié)點 雙軸柔性鉸鏈的空間力學模型，用卡氏定理推導了雙軸柔性鉸鏈回轉(zhuǎn)精度的統(tǒng)一表達式，采用換元法得到雙軸柔性鉸鏈回轉(zhuǎn)精度的閉式解析式。 (4)針對 前面建立的柔性鉸鏈的理論分析模型，搭建了試驗應(yīng)變測試系統(tǒng)。 試驗結(jié)果表明： 考慮溫度效應(yīng)的試驗測試結(jié)果與理論模型基本吻合，說明了理論模型的正確性。 I 目 錄 II 第一章 緒論 1 本課題的研究意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 柔性機構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 本論文研究的主要內(nèi)容 2 第二章 考慮溫度效應(yīng)的柔性機構(gòu)彈性動力學研究 3 應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系 3 算例 5 本章小結(jié) 5 第三章 考慮溫度效應(yīng)的柔順機構(gòu)彈性動力學研究 6 二維三節(jié)點直圓柔性鉸鏈 6 二維三節(jié)點柔性鉸鏈的單元剛度矩陣 6 算例 9 引言 9 三節(jié)點雙軸柔性鉸鏈的單元質(zhì)量矩陣 9 結(jié)構(gòu)參數(shù)對雙軸柔性鉸鏈回轉(zhuǎn)精度的影響 9 本章小結(jié) 9 第五章 考慮溫度效應(yīng)的柔順機構(gòu)試驗研究 10 試驗測試系統(tǒng) 10 軟件 10 試驗結(jié)果 10 誤差分析 10 本章小結(jié) 12 主要工作和結(jié)論 12 創(chuàng)新點 12 參考 文獻 13 致 謝 機構(gòu)是用來進行運動、力或能量傳遞或轉(zhuǎn)換的機械裝置 。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 機械彈性動力學理論的發(fā)展 機械動力學 是研究機械在運動中產(chǎn)生的力和機械在力作用下的運動的科學 [5]。 柔性機構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 機械彈性動力學 的研究始于 20 世紀 30 年代 [67]， 許多文獻都對柔性 機構(gòu)的動態(tài)行為進行了研究，其方法主要包括了連續(xù)和離散的系統(tǒng)方法 [8]。 Speich 等 [10]提出了一種新穎的管式柔性鉸鏈，如圖 11 所示，該鉸鏈適用于具有空間運動自由度的柔順機構(gòu)，和傳統(tǒng)的柔性球鉸相比，具有更大的變形量，使柔順機構(gòu)具有更大的操作空間。將一整塊薄板進行沖壓加工，可以將微動平臺制作成整體式結(jié)構(gòu)，減少加工環(huán)節(jié)，降低成本。 廣州番 禺職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 2 圖 13 旋轉(zhuǎn)式柔性球鉸 圖 14 平移 式柔性鉸鏈 本 論文 研究 的主要內(nèi)容 本文 研究了考慮溫度效應(yīng) 的 柔性 和 柔順 機構(gòu)的彈性動力學， 全文共分為五章，內(nèi)容如下 ： 第一章 闡述了本課題的研究背景、目的和意義，綜述了 柔性機構(gòu)和柔順機構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 以及存在的問題，并提出了本文研究的主要內(nèi)容。在本構(gòu)關(guān)系中計入了熱應(yīng)變， 用虛功原理和有限元法推導了考慮溫度效應(yīng)的機構(gòu)彈性動力學方程。
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