| 【中文题名】 | 框架传动机构集成优化动力平衡研究 |
| 【英文题名】 | The Research of Integrated Optimization Dynamical Balancing in Framework Transmission Mechanism |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 机构动力平衡,虚拟样机,集成优化,框架传动,摆动力,摆动力矩 |
| 【英关键词】 | Mechanism Dynamical Balancing,Virtual Prototyping,Integrated Optimization,Framework Transmission,Shaking Force,Shaking Moment, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>机械学（机械设计基础理论）>机构学>> |
| 【论文摘要】 |
机构动力平衡问题是机械动力学中的重要课题之一。现有的动力平衡研究大都是通过建立解析关系式进行求解,这比较适合于解决结构简单且仅含规则构件的机构动力平衡问题。对于复杂机构,不易建立其解析关系式,故很难通过解析法实现机构动力平衡,而计算机仿真方法的出现为复杂机构动力平衡问题提出了新的解决方案。
本文针对复杂机构——包装机框架传动机构动力平衡问题,提出了基于虚拟样机技术的机构集成优化动力平衡研究方法。以机构动力平衡理论为基础,运用虚拟样机技术和集成优化技术研究机构动力平衡问题,得到了框架传动机构配重块的优化参数,并用刚柔耦合的方法对框架传动机构弹性卸载方式设计进行了分析。
首先,在Pro/E中建立三维CAD模型,并通过Parasolid格式输入ADAMS中,定义其材料属性、约束、运动等信息,建立了框架传动机构的虚拟样机模型。其次,在多学科设计优化软件iSIGHT中建立了集成优化模型,实现了Pro/E、ADAMS和Matlab的联合仿真分析,以摆动力和摆动力矩均方根值的线性加权和为目标函数,使用多岛遗传算法和序列二次规划相结合的优化策略,实现了框架传动机构优化动力平衡研究。最后,在ANSYS... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
7-8 |
|
Abstract |
8-9 |
|
第1章 绪论 |
9-19 |
|
1.1 问题的提出——课题来源及本文的研究重点和方法 |
9 |
|
1.2 框架传动机构简介 |
9-10 |
|
1.3 刚性机构动力平衡 |
10-13 |
|
1.3.1 研究内容 |
11 |
|
1.3.2 平衡方法 |
11-13 |
|
1.4 弹性机构动力平衡 |
13-14 |
|
1.5 虚拟样机技术 |
14-16 |
|
1.5.1 虚拟样机技术的概念 |
14-15 |
|
1.5.2 虚拟样机技术的内容 |
15 |
|
1.5.3 虚拟样机技术的特点 |
15-16 |
|
1.5.4 虚拟样机技术的应用范围 |
16 |
|
1.6 集成优化技术 |
16-17 |
|
1.7 本文研究内容及主要工作 |
17-19 |
|
第2章 机构动力平衡的基本理论 |
19-37 |
|
2.1 平面机构平衡的基本条件 |
19-20 |
|
2.2 平面连杆机构摆动力的完全平衡 |
20-27 |
|
2.2.1 摆动力平衡的条件 |
20 |
|
2.2.2 广义质量替代法 |
20-22 |
|
2.2.3 线性无关矢量法 |
22-23 |
|
2.2.4 质量矩替代法 |
23-27 |
|
2.2.5 通路定理与最小配重数 |
27 |
|
2.3 摆动力矩的完全平衡 |
27-32 |
|
2.3.1 平面机构摆动力矩 |
27-30 |
|
2.3.2 附加对齿轮法 |
30-31 |
|
2.3.3 附加杆组法 |
31-32 |
|
2.4 机构优化动平衡 |
32-36 |
|
2.4.1 最小二乘法 |
32-33 |
|
2.4.2 机构综合优化动力平衡 |
33-36 |
|
2.5 小结 |
36-37 |
|
第3章 基于虚拟样机技术的集成优化动力平衡 |
37-57 |
|
3.1 相关软件介绍 |
37-41 |
|
3.1.1 多体系统动力学软件ADAMS 介绍 |
37-39 |
|
3.1.2 多学科设计优化软件iSIGHT 介绍 |
39-41 |
|
3.2 虚拟样机模型建立 |
41-45 |
|
3.2.1 三维模型建立 |
41 |
|
3.2.2 模型数据转换 |
41-42 |
|
3.2.3 曲柄的分拆 |
42-43 |
|
3.2.4 框架传动机构虚拟样机模型 |
43-45 |
|
3.3 集成优化模型的建立 |
45-56 |
|
3.3.1 优化参数选取 |
45 |
|
3.3.2 目标函数选取 |
45-46 |
|
3.3.3 优化算法选取 |
46-47 |
|
3.3.4 机构动力平衡集成优化流程 |
47 |
|
3.3.5 iSIGHT 环境下的集成优化模型 |
47-50 |
|
3.3.6 参数设置 |
50-51 |
|
3.3.7 优化结果分析 |
51-56 |
|
3.4 小结 |
56-57 |
|
第4章 含弹性件机构动力平衡 |
57-65 |
|
4.1 弹性动力学分析方法概述 |
57-58 |
|
4.2 ADAMS 弹性体理论 |
58-59 |
|
4.2.1 弹性体的表示 |
58 |
|
4.2.2 弹性体的运动微分方程 |
58-59 |
|
4.3 ADAMS 弹性体的使用 |
59-60 |
|
4.4 支架板弹性体建立 |
60-61 |
|
4.4.1 ANSYS 介绍 |
60 |
|
4.4.2 弹性体建立 |
60-61 |
|
4.5 左机身含弹性件虚拟样机模型建立 |
61-62 |
|
4.6 动力学仿真分析 |
62-64 |
|
4.7 小结 |
64-65 |
|
结论 |
65-67 |
|
参考文献 |
67-71 |
|
致谢 |
71-72 |
|
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
72 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.91206 |
