基于变胞理论的大型桁架在轨建造技术

通过对比分析目前国内外桁架的构建方式,提出一种基于变胞理论的模块化桁架在轨装配新方法,并对装配流程进行初步设计.为进一步完善所提方法中变胞装配机构方案,针对大型桁架结构进行分析选择,确定桁架基本单元,并分析材料与桁架梁的长度对基频的影响.针对方案系统中的桁架单元模块与变胞装配机构进行概念设计与分析.该方法解决了构建大型...     

空间可展开桁架结构展开过程分析的理论与方法

以理想桁架节点笛卡尔坐标为未知量,全面建立了复杂桁架结构的几何约束方程,并推导出相应的几何约束Ｊａｃｏｂｉ矩阵,建立了空间展开桁架结构展开过程分析的理论与方法,系统地分析了机构特性,阐明了展开过程的力学本质特点,明确提出展开目标函数的概念。     

基于粒子群算法的装配规划研究

根据复杂产品装配规则问题的特点和要求,提出了一种粒子群装配优化算法.该方法采用干涉矩阵作为优化解的几何搜索空间.以重定向次数、工具更换次数、装配类型改变次数作为装配成本评价指标,实现了对装配过程的多目标优化.并得到最优装配规划序列.通过实例时算法的有效性进行了验证.     

大型复杂空间桁架结构非线性有限元求解格式

针对大型复杂的空间桁架结构的大位移静力分析,提出一个新的几何非线性求解格式。该格式基于有限元法,采用节点位置而不是节点位移来描述问题。应用固定空间的笛卡尔坐标系,从提出的位置概念直接确定应变。将该求解格式算例结果与弧长法计算结果比较,结果表明,该求解格式具有良好的精度,对大型复杂空间桁架结构的几何非线性分析是可行和有效的。     

基于带权无向连接图的子装配体识别方法研究

子装配体识别是解决大规模装配序列规划问题的有效方法之一.为了高效、自动地识别子装配体,根据零件联接类型,建立了装配体的带权无向连接图模型.通过边权值的设定,使得装配体的带权无向连接图能够提供Ⅰ型和Ⅱ型子装配体识别所需的联接信息.将带权无向连接图与装配体的干涉矩阵和支撑矩阵相结合,设计并实现了Ⅰ型和Ⅱ型子装配体的识别算法.与有向连接图模型中子装配体识别算法相比,能够有效消除识别过程中对两种类型子装配体的冗余判断.实验结果表明,识别算法能够有效的进行两种类型子装配体的识别.     

输电自立塔多塔腿有限元分析

对输电自立塔建立桁架有限元模型进行几何非线性的分析.针对输电自立塔自身结构的特点,在进行多塔腿分析时,对总刚度矩阵的集成提出了一种全新的方法:保留总刚度矩阵中相同的部分,将不同的部分进行替换,并应用VB与Fortran语言编制了一个分析软件.通过算例表明,在进行多塔腿计算时,计算速度大为加快,计算结果能满足设计分析要求.     

张拉整体三棱柱构型和结构稳定性分析

为深入研究三杆张拉整体基本单元结构的构建方法和稳定性判定问题.提出以结构外形几何参数为基础,应用节点广义坐标矢量矩阵、构件矢量矩阵和连接矩阵建立数学模型,并用MATLAB编程实现单元结构的自动构型.引入构件力密度标量,建立系统力平衡矢量矩阵方程,分析结构的稳定性,把非线性系统平衡问题转化为线性系统平衡问题.通过分析平衡矩阵,对结构系统进行分类,筛选出能够构建起稳定结构的几何参数的变化范围.本研究方法具有通用性,适用于其它张拉整体结构形式的构型和稳定性分析.     

基于神经网络的冗余度二重八面体变几何桁架机器人运动学求解

应用ＢＰ神经网络对冗余度二重八面体变曲何桁架机器人的位姿正解进行训练产,解决了二重八面体变几何桁架机器人的位姿反解问题。并利用网络模型求得运动学中的一、二阶影响系数矩阵,将关节极限优化指标引入机器人的运动学规划中,提出了一种轨迹规划方法。并对双二重八面体变几何桁架机器人进行了仿真计算。     

机械产品装配顺序自动生成算法研究

提高产品装配顺序规划效率的关键是有效地减少规划时所考虑的零件数量。本文提出了将零件的工程语义信息引入到产品的装配顺序规划中同时通过对装配体的干涉矩阵和连接矩阵的分析,对可能的子装配体进行识别,从而大大减少所规划的零件数量,使产品的装配顺序可以高效地自动生成。     

子装配体自动识别的装配混合G图模型法

为了在大规模装配序列规划时准确有效地识别生成子装配体,提出了 一种构建装配混合G图模型实现自动识别子装配体的方法.该方法根据装配体建立包含装配联接关系语义与装配优先关系语义的装配混合G图模型.通过装配混合G图模型对装配关系语义进行数学转化生成相应装配关系矩阵.给出了基于装配混合G图判别子装配体的条件.结合装配关系矩阵与...     

Sequence Planning for On-Orbit Assembly of Large Space Truss Structures in a Multirobot Environment

1 Introduction Many future proposed space exploration missions include large precision reflectors and solar power stationthat must be supported on large space truss structures and are larger in diameter than any current or proposedlaunch vehicle . On-orbit assembly of space structures has long been considered as a means of enabling the con-struction of large space platforms[1]. Moreover ,the truss structure may incorporate hundreds of members ,andbecause of its size ,the truss is likely to req…     

大跨度大型复杂体型网架结构的风效应分析

以世界上最大的网架结构——深圳市民中心屋顶网架结构为工程背景，详细探讨了此类结构的在风荷载作用下的风效应。对于这种自振频率密集型的结构用随机振动理论分析其在脉动风荷载下的动力响应时，不仅要考虑选择主导模态振型，而且不能忽略交叉项的影响。     

Realization Techniques of Virtual Assembly Process Planning System

The key realization techniques of virtual assembly process planning （VAPP） system are analyzed, including virtual assembly model, real-time collision detection, automatic constraint recognition algorithm, cable harness assembly process planning and visual assembly process plan at the workshop. A virtual assembly model based on hierarchical assembly task list （HATL） is put forward, in which assembly tasks are defined to express component assembling operations and are sequentially and hierarchically organized according to different subassemblies, which can perfectly model the construction process of product, And a multi-layer automatic geometry constraint recognition algorithm of how to identify assmbly constraint relations in the virtual environment is proposed, then a four-layer collision detection algorithm is discussed. A VAPP system is built and some simple mechanical assemblies are used to illustrate the feasibility of the proposed method and algorithms.     

结构分析微机程序SAP5P在结构优化设计中的应用

本文以桁架结构的满应力准则法为例,成功地实现结构分析微机程序SAP5P与结构优化程序的连接。这里介绍其方法原理及程序实施,方法本身也适用于不同的优化方法和结构。考题实例表明所采用的方法是可行和有效的.     

微分演化算法在桁架形状优化中的应用

为了获得全局最优和解决具有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架形状优化问题中2类不同设计变量耦合给优化带来的困难,将1种新型智能优化算法——微分演化（Differential Evolution,DE）应用于桁架结构的形状优化问题中。给出了考虑节点坐标和截面面积两类不同性质的设计变量的桁架结构优化的数学模型,并对几个经典的桁架结构进行优化,将所得结果与其他优化算法结果进行了比较。数值结果表明了DE算法具有良好的收敛性和稳定性,可以有效地进行桁架结构的形状优化设计。     

基于MATLAB的空间桁架梁的内力分析计算

针对空间桁架梁杆件多、载荷工况复杂、计算量大、内力图多等特点,运用节点法总结并归纳出桁架梁的各个杆件的内力计算递推公式,并用MATLAB软件进行了仿真计算。该方法是根据推导出的计算公式,运用数学变换来建立空间桁架梁数学模型,确定变量之间的函数关系,分步编制弦杆和腹杆的内力计算程序仿真输出数据和图形。通过仿真得到桁架梁的各杆件在不同的载荷组合工况下的受力情况,找出在最不利工况下的受力杆件,为结构的轻量化研究提供理论基础。     

Path planning of the robot assembly based on Voronoi diagram

Based on the concepts of Voronoi diagram that describes geometry information of the robot assembly in C space, the position vector path parameter equation of the assembly movement between the step shaft and two-sided bearing bracket was given. And the path planning strategy of the component initiative assembly was put forward as well. Theoretical analysis proves that using the Voronoi diagram to do the geometry reasoning on the assembly space can evaluate the feasibility of the component assembly, and can present the reference position vector path of the component movement from the initial configuration to the objective configuration, therefore improves the flexibility of the robot initiative assembly.     

空间智能桁架的有限时间振动抑制控制

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.