基于约束理论的图谱化平面机构自由度分析方法

基于约束理论的图谱化机构分析方法,通过绘制机构的自由度线和约束线,并根据简单的互补关系,来分析机构的自由度和运动情况。这种方法简单直观,容易理解。图谱化方法适用于分析复杂多支链的空间机构,对于自由度较少的机构(如平面机构),往往会出现约束线数目多,图形混乱,造成绘图和分析上的困难。文中介绍了约束线和自由度线的互补理论,并对图谱化方法进行改进,使其适用于平面机构的分析。这种方法去除了平面机构的公共约束线,简化了线条数目,使得分析更加简单明了。最后通过实例分析说明该方法可分析多支链、多回路的平面机构的自由度和运动特征,证明了图谱化平面机构分析方法的有效性。     

基于刚性导向接触模型的飞行器级间分离对比分析

刚性分离导向装置在飞行器分离过程中会与舱体上的导向孔发生持续或间断的碰撞与接触,产生的干扰会对分离安全产生影响。目前在进行刚性分离导向仿真时,大多采用施加摩擦力常值的方法进行简化,这种方式忽略了导向装置与导向孔之间的碰撞对分离过程带来的影响。通过建立刚性导向装置接触模型,考虑碰撞与接触因素并应用于飞行器级间分离过程中,得到分离仿真结果。与施加摩擦力常值方式的仿真计算结果对比显示,分离结束时上面级角速度偏差可达15%,使用刚性导向接触模型进行分离过程仿真更为合理。     

基于射影变换的柔性铰链构型综合

柔性机构应用中,大行程柔性铰链可以满足较大运动行程和高精度兼备的应用场合.但现有的大行程柔性铰链构型匮乏,因此迫切需要对其进行构型综合研究.通过建立平面、圆、圆柱及球面空间的映射关系,在直线机构和转动机构之间找到了一种映射关系,例如可将一个点绕着一个固定圆心的转动分别看作是在圆、圆柱面、或球面坐标系下的直线运动,因此如果已知一种柔性直线导向机构,就可以衍生出多种转动型柔性铰链.反之,也可从现有的转动型柔性铰链反推出更多的直线导向机构构型.     

基于曲线柔性单元的新型大变形柔性铰链

曲线薄板柔性单元与传统的缺口式柔性单元相比,受载荷时在功能方向上更容易产生大变形.基于此,将曲线薄板柔性单元在平面空间中以一点为圆心,进行均匀阵列组合得到一种新型的环形柔性铰链--分布式叶片形转动柔性铰链.为了对新型柔性铰链进行性能分析,建立铰链的数学模型.鉴于铰链结构复杂,要得到精确模型十分困难,因此对模型进行简化,采用主运动单元伪刚体法建立新型柔性铰链数学模型,并分析新型柔性铰链受纯扭矩载荷时的变形情况.计算得到的结果与非线性有限元分析结果十分接近,证明了所建伪刚体模型的正确性.同时计算结果也表明分布式叶片形转动柔性铰链能够提供较大的转动行程,是一种新型的大变性转动柔性铰链.     

基于多岛遗传算法的小型有效载荷分离装置质量优化设计

以小卫星为代表的小型有效载荷具有功能密度高,新技术吸纳快的特点,对分离姿态偏转、分离冲击、分离参数偏差等提出更高的要求,使得传统分离装置设计方法有一定局限性,容易导致分离装置结构质量偏大。本文建立了基于多岛遗传算法的分离装置质量优化数学模型,优化结果表明,在满足分离约束条件下,该方法能够有效减轻分离装置结构质量,同经验计算值相比,质量减轻约30%,节省了材料,降低了成本,具有实用价值和推广意义。