新型五自由度并联机构的动力学仿真与实验

《新型五自由度并联机构的动力学仿真与实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、新型五自由度并联机构的动力学仿真与实验DynamicSimulationandExperimentalAnalysisofaNovel5-DoFParallelMechanism专业：机械工程作者姓名：程航指导教师：宋轶民教授天津大学机械工程学院二○一三年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明

2、确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要面对国家航空和汽车工业对飞机机翼及汽车车体等大型结构件高效加工重要需求，本文以一种新型五自由度并联机构T5为研究对象，深入研究其

3、精准有限元模型的创建与全域分析方法，内容涉及轴承理论建模与分析、整机有限元建模与分析、实验模态分析及灵敏度分析等。本文主要研究成果如下：1.滚动轴承静刚度辨识。利用多体系统传递矩阵法建立滚动轴承支撑单元静刚度参数与结构模态参数间的映射关系；借助实验模态分析法分析滚动轴承支撑单元的固有特性，进而确定滚动轴承支撑单元的静刚度参数，最后根据实验结果修正滚动轴承的有限元模型。2.有限元建模与模态分析。将T5并联机构拆解为若干子结构，基于SAMCEF软件建立各子结构的有限元模型，根据子结构位形坐标构建整机有限元分析模型。通过改变子结构位形坐标，可在不同

4、位形下快速建立整机有限元分析模型，实现全域分析，有效地提高了计算效率。3.实验验证。采用激振器法对T5并联机构开展实验模态分析，提取系统低频段模态参数，根据固有频率值和系统振型验证有限元模型的有效性。联合两种分析结果给出真实样机的动态性能评估。4.灵敏度分析。选取低频段内对整机动态性能影响显著的低阶固有频率值为评价指标，以T5并联机构动平台处铰链刚度值为变量，研究铰链刚性对整机模态的影响。上述研究工作为进一步开展此新型五自由度并联机构的动态优化设计奠定了理论和实验基础。关键词：并联机构、实验模态分析、有限元、传递矩阵法、滚动轴承、刚度辨识IA

5、BSTRACTTomeetthedemandforthehigh-efficientmanufacturingoflargestructuresinthenationalaircraftandautomotiveindustry,thisthesisinvestigatesintothefiniteelementmodeloftheT5robot---anovel5-degree-of-freedomparallelmanipulator,researchcontentsincludingthetheoreticalmodelofrollin

6、gbearing,finiteelementmodelofT5robotanditsexperimentalanalysisetc.Thefollowingworkshavebeenaccomplished.1.StiffnessIdentificationofRollingBearings.Themappingrelationshipbetweenthestiffnessparametersandmodalparametersareformulatedbymeansofthetransfermatrixmethod,andthenitsna

7、turalcharacteristicsandstiffnessparametersareobtainedbymeansoftheexperimentalmethodbeforemodifyingthefiniteelementmodelofrollingbearings.2.FiniteElementModel.OnthebasisofSAMCEFDynamsoftware,theT5robotcanbedisassembledseveralsub-structures,andthenthefiniteelementmodelofthero

8、botcanbeformulatedbymeansoftheposeframesofsub-structures.Bychangingtheposeframes,t