圆钢管混凝土拱空间极限荷载计算方法研究

基于随转坐标法和场一致性原则,引入纤维梁截面的正应变平截面假定和剪应变线性分布假定,提出了考虑几何与材料双非线性的圆钢管混凝土拱空间极限荷载分析方法。编制相应的非线性有限元分析程序,并对已有的面内及面外受力的钢管混凝土模型拱进行了双重非线性有限元分析。结果表明:分析得出的荷载-变形曲线和极限荷载与试验结果有一定差异,但与其他文献计算结果符合较好。与其他学者计算方法相比,本文方法由于实现了几何与材料非线性之间的解耦,及基于全量计算不平衡力,因而具有较好的计算效率及精度。     

多模式抓取欠驱动手的机构设计与力学分析

针对机器人末端执行器机械手多功能化的需求,提出了一种多模式抓取欠驱动手.该机械手基于欠驱动理论,解决了传统复合欠驱动手存在的结构复杂、控制元件多、适应能力不强等缺点.介绍了多模式抓取欠驱动机械手的结构组成和运动过程,建立了欠驱动手的数学模型;根据几何关系对机械手进行运动分析与适应性分析,并求得机械手抓取的参数范围;在不...     

一种三自由度串并联结构旋转台的动力学分析

对三自由度旋转台进行了动力学分析。该旋转台只有3个方向的转动自由度,由二自由度球面并联机构和串联在其上的旋转电机构成。根据旋转台的几何和运动特性建立了系统的输入输出速度方程,得出了速度Jacobian矩阵和动能方程。利用拉格朗日法和虚功原理,建立了系统的动力学模型,解决了特定外载荷和速度、加速度条件下如何求解驱动力矩的问题。给出了动力学的仿真运算实例,讨论了在匀速和匀加速情况下,二自由度球面并联机构驱动力矩的变化。最后根据动力学方程,得出了串联在二自由度球面并联机构上的第三个自由度的力矩与输出转角的运动学方程。     

新型汽车电泳涂装输送机构的动力学建模*

针对一种新型汽车电泳涂装输送机构,提出一种结合解析几何法、旋量理论与虚功原理建立机构动力学模型的方法。充分利用该机构的对称结构特点,通过解析几何的方法分析该机构中各被动关节的速度、加速度,再引入旋量理论得出该机构各主动关节的速度、加速度,在此基础上应用虚功原理建立该机构旋量形式的动力学方程,进而计算出可直接实现控制的机构各主动关节轴向驱动力。利用Matlab和ADAMS软件分别对所建立模型进行仿真,仿真结果的一致性表明了该动力学模型的可靠性。所提出的动力学建模方法可简化建模过程,其步骤清晰,易于程序化实现,其研究结果可为进一步实现该新型汽车电泳涂装输送机构的高性能控制及实际工程应用奠定基础。     

基于虚功原理的3-RRPR柔性精密定位工作台动力学分析

为了实现柔性精密操作系统的高频控制,提出一种新型空间柔性并联精密定位工作台系统,该工作台采用多个压电陶瓷驱动方式,通过半圆形凹槽单自由度柔性铰链的弹性变形实现末端执行件3平动自由度的主动调整.根据机构伪刚体模型,采用矢量闭环方法建立其位置、速度以及加速度方程,并结合柔性铰链弹性应变能,采用虚功原理方法进行动力学分析,推...     

五轴并联机床的输入输出速度和力

为解决五轴并联机床的角速度分量的非独立运动导致用速度矢量环法不能直接获得其输入输出速度关系,以及部分外力矩因受约束而不能由输入力来平衡,也将增加其输入输出力分析的难度问题,分析运动平台的运动特点,找到其角速度分量间的关系,得到五轴机床输入输出速度的关系。利用虚功原理,将不作虚功的约束力矩从外力矩中分离出来,得到五轴机床输入输出力的关系。这些分析方法对深入研究5自由度并联机床或并联机构具有较大的参考价值。     

一种新型二自由度并联机构的运动学及静力学分析

针对物料搬运机构需要较大横向位移的特点,对一种新型平面二自由度并联机构的位置正反解、奇异性、速度雅可比矩阵、工作空间、滑块驱动力等方面进行了研究,提出了该种机构的运动学及静力学分析方法。首先通过所建立的运动学模型,推导了该机构的位置正反解和雅可比矩阵,得到了在符合实际约束条件下的工作空间。然后利用虚功原理建立静力学模型,获得了具体的静力学模型表达式。最后通过Solid Works及Matlab仿真得到了机构在一定负载下运动时的各驱动力变化图谱。研究结果表明,该二自由度并联机构确实具有大横向位移的特点,且机构末端越接近驱动滑块,在相同输入步长下机构末端沿横向移动距离越大,驱动滑块所需的最大驱动力也越大。     

管道全位置焊接机器人导轨设计优化

管道全位置焊接机器人环形导轨的刚度与质量是一对矛盾,刚度不足会影响焊接小车运行的稳定性,要保证刚度就可能增加导轨质量,从而降低设备的易用性,通过提出一种轨道厚度和支撑个数的选择表法,来解决这一问题。首先运用能量法中的卡氏定理和虚功原理建立了导轨的径向的变形和所受应力与导轨厚度和支撑个数的解析模型。其次通过考量实际制造加工的成本和精度要求,绘制导轨厚度和支撑个数的选择表,为轨道厚度和支撑数的选取提供依据。最后基于ANSYS与ADAMS刚柔耦合仿真平台,对依据此选择表选取相应设计参数的导轨模型进行仿真验证,证明本设计方法对于指导环形导轨的设计有一定参考价值。     

一种基于虚功原理的步进电机快速空载起动转矩选配方法

本文介绍一种在机床的数控改造和配套中的按运动关系和应用虚功原理选配步进电机转矩的方法。根据笔者的经验，当预选的步进电机实际额定动态输出转矩是理论核算所要求的转矩值的１．５倍左右时则该步进电机在该数控系统中是适用的。     

一种基于虚功原理的步进电机快速空载起动转矩选配方法

本文介绍一种在机床的数控改造和配套中按运动关系和应用虚功原理选配步进电机转矩的方法.根据笔者的经验,当预选的步进电机实际额定动态输出转矩是理论核算所要求的转矩值的1.5倍左右时到该步进电机在该数控系统中是适用的.