平面机构中虚约束问题的探讨

平面机构中虚约束的存在,给制造加工和机构运动分析带来了诸多不便.从虚约束的定义出发,分析了机构中虚约束存在的几种形式和虚约束成立的充分必要条件,给出了虚约束的判定步骤和机构中虚约束数的计算方法.     

平面机构自由度求解中低副高代去除轨迹点重合虚约束

针对平面机构自由度求解中轨迹点重合的虚约束问题,提出低副高代的虚约束去除方法。对轨迹点重合的虚约束在平面运动副中的存在情况进行分析,以椭圆仪机构和齿轮直线机构为例,对其存在的位置进行分析,并进一步研究去除该虚约束的机构方案。结果表明：若平面机构中存在轨迹点重合的虚约束,该轨迹点重合的虚约束并不存在于某个固定的运动副上;在两构件距离不变的两点间加入构件和运动副类虚约束是轨迹点重合虚约束的特例;在不减少构件数目的情况下可以采用将转动低副变成平面高副,去除轨迹点重合虚约束。     

虚约束消除方法的研究

在机构中通常有与其他约束重复而不起限制作用的约束称为虚约束。无虚约束机构可以大副度降低对机构尺寸制造精度的要求，降低生产成本，减轻装配难度，提高机构的传动性能和使用寿命。根据在机构中虚约束发生的几种情况，提出采用几种方法消除虚约束。这些方法在实践中被证明是行之有效的。     

机构学中虚约束的判定准则

本文论述了机构中存在虚约束的充分必要条件及虚约束的判定准则。     

工程中虚约束的应用

分析了常用机构中的虚约束 ,揭示了虚约束在工程中的重要作用 .     

平面机构的虚约束

平面机构的虚约束问题,是设计和分析机构对应考虑的重要内容之一。本文从轨迹重合及速度相等的观点出发,将虚约束分为两大类,为掌握这方面的知识提供了方便。     

虚速度原理和虚加速度原理及其应用

本文研究了完整约束系统的虚速度和虚加速度以及工程技术中常用的理想约束实例。提出加速度能定理，给出虚速度原理以及虚加速度原理的充分性证明．举例说明了Ｊｏｕｒｄｉａｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理的应用．     

一类欠驱动机械系统的虚约束动态伺服控制

为了克服欠驱动机械系统无法对任意点和轨迹进行跟踪的缺点,扩大欠驱动机械系统应用领域,研究一类欠驱动机械系统的动态伺服控制问题,动态伺服控制通过规划和跟踪特定轨迹来实现任意位形空间点的瞬时可达.采用虚约束方法来规划动态伺服轨迹,通过构造自由度之间的约束关系,并对约束作用下系统零动态进行分析,可以方便获得符合系统特性的周期轨道;利用虚约束函数与轨道函数之间的内在联系,基于Lyapunov稳定性理论设计轨迹跟踪控制器.最后,在Acrobot实物平台上进行了实验,实验结果证明轨迹规划方法和控制方法的有效性.     

替代机构及其在堆包机设计中的应用

从虚约束概念出发,介绍罗伯特定理及替代机构在堆包机设计中的应用和实例,以及罗伯特定理的一种证明方法。     

SDH虚级联中的最优化路径选择

虚级联技术的同步数字体系（SDH）网络中，虚级联组成员的选路将是一个完全非确定多项式（NP-complete）问题．为优化网络资源以及保证新加虚级联组的成员的相对延迟在系统允许的范围内，提出了双向约束路径优化算法（TSOP）．仿真结果表明, 该算法优于已有的k个最短路径算法和可改链路权重的k个最短路径算法．     

面向AFDX网络的交换机流量管制算法

综合化航空电子系统采用ARINC664航空电子全双工交换网(AFDX)构建主干数据通信网络,该网络具有通信带宽高、传输延迟确定、扩展能力强等特点。AFDX交换机采用流量管制技术检测虚链路的数据传输是否满足流量规则约束,能避免虚链路超限使用带宽,有效保证不同虚链路传输带宽隔离和通信确定性。文章基于ARINC664规范,提出了一种AFDX交换机流量管制的设计与验证方法。验证结果表明,该方法能够在正常、Account共享的场景下,对输入AFDX交换机的流量进行有效管制。     

瞬心寻找方案的自动规划及虚约束的识别

研究了平面机构中心寻找方案的规律，提出了一种基于关联矩的瞬心寻找方案自动缍成规则，同时也建立了虚约束的识别模型，该方法有助于提高机构结构的识别和机构运动的自动分析算法的效率。     

瞬心寻找方案的自动规划及虚约束的识别

研究了平面机构中瞬心寻找方案的规律 ,提出了一种基于关联矩阵的瞬心寻找方案自动生成规则 ,同时也建立了虚约束的识别模型 ,该方法有助于提高机构结构的自动识别和机构运动的自动分析算法的效率     

二维连续体薄板结构的拓扑优化分析

为了研究应力和位移共同作用下多工况连续体结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法,建立了以结构质量为目标,同时包含2类约束问题的量纲一化的拓扑优化模型.采用应力全局化策略,将局部的应力约束转化为全局的应变能约束问题,减少了约束数目,避免了复杂的敏度分析;利用单位虚载荷法,将位移约束表示为设计变量的显式关系.另外,利用对偶理论,将建立的优化模型转化为对偶模型,用序列二次规划法进行了求解,减少了设计变量的数目,提高了求解效率.二维薄板结构的数值算例表明,该方法具有可行性与有效性.     

具有齿轮—绳索机械系统动态力学特性的研究方法

建立了具有齿轮－绳索机械系统的离散－连续动态力学模型；应用：“动态子结构方法”并引入“虚约束”的概念得到了该类力学模型的动态响应；最后，应用该方法进行了实例计算，计算结果表明，其计算精度高于对应的离散动态力学模型。     

基于3DS MAX的机构动画仿真

详细了介绍基本四杆机构的动画制作,并讨论制作过程中各杆件的父子关系的确定,虚约束的添加,及反向运动学的运用.在四杆机构的基础上介绍具体的开门机构及摆缸机构的动画制作,并提出一般机构动画制作的方法和思想.     

非保守粘弹性杆稳定性的差分解法

用有限差分法得到了经典约束下的粘弹性在随从力作用下的复特征值方程，再用拟牛顿法求解，得到了简支和悬臂非保守粘弹性杆的一阶复特征值问题的复频率的实部和虚部与随从力的关系曲线。而非保守弹性杆的问题可作为本文的特性。     

轴销式少齿差行星齿轮传动研究

提出了一种能实现平行轴传动的新型轴销式少齿差行星齿轮机构，阐述了其基本结构，克服死点机理和运动几何条件，针对平面多曲柄输入机构中存在的虚约束，在运动副接触变形协调的基础上建立机构受力分析模型，对机构的受力状况进行了分析计算。     

位移约束下连续体结构拓扑优化分析

为了研究位移约束下多工况连续体结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法,建立了以结构质量为目标的拓扑优化模型.刊用单位虚载荷法,将位移约束表示为设计变量的显式关系.另外,利用对偶理论,将建立的优化模型转化为对偶模型,用序列二次规划法进行求解,从而减少了设计变量的数目,提高了求解效率.利用PCL语言在MSC/Patran开发平台上对本算法进行了实现,二维和三维连续体结构的数值算例表明了该方法的可行性与有效性.     

有自由面渗流分析的虚节点法

为克服现有固定网格法解决有自由面渗流问题存在的不足，提出了能精确描述跨越自由面单元渗透矩阵的虚节点法，该方法根据自由面将跨越自由面的单元划分若干区域，单元渗透矩阵由分区积分得到，通过调整单元渗透矩阵将溢出面的边界约束限制在单元内部，无需对初始网格信息作任何修改。数值算例表明该方法是简单有效的。