3-psp并联机构刚柔耦合系统建模与结构优化分析

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1、Ｉ硕Ｊ：学位论文３－ＰＳＰ攤獅目誦合雜藤与纖优化分析－Ｍｏｄｅ細ｄ化ＵＣ化ｒｅＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｎａｌｓｉｓｏｆＲｉｉｄｆｌｅｘ化ｌｅｌｉｎＳｙｇｇｐＨＣｏｕ－ＭｅｉｓｍｌｉｎＳｙｓｔｅｍｆｏｒ３ＰＳＰＰａｒａｌｌｅｌｃｈａｎｐｇｊｊｊｊｊＩ研究生：刘博１１骑胃：膊霞臟授：欄ｔ学科专业ｌ造及其自动化Ｉ少；急係ｉ磋Ｉ二０－四年十二月；苗ｒ！分类号：学校代码：１０１５３ＵＤＣ：密级：公开硕壬学位论文３－ＰＳＰ并联祝构刚柔賴合系统建模

2、与结构优化分析作者姓名：文。博入学年份：２０１２年９月指导教师：朱春霞副教授学科专业：机械制造及其自动化申请学位类别：工学硕±作者所在单位：交通与机械工程学院论文提交日期：２０１４年１１月论文答辩日期：２０１４年１２月学位授予日期：２０１５年０１月答辩委员会主席：赵春雨笞辩委员会组成：赵春雨李斌高凤阳罗继曼王丹：论文评岡人声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加标注和致谢的地方外，不包含其他人巴经发表或撰写过的研究成果，也

3、不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：曰期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复巧件和磁盘。，允许论文被查阅和借阅本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可Ｌ乂将学位论文的全部或部分巧容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师罔意论文交流，请在下方签省；否则视为不同意。）作者和导师同

4、意网上交流的时间为作者获得学位后：一□一口＾不限□半年□年年半两年□作者签名：导师签名：曰＜＜期：年化月曰期：知＾年ｆ巧硕±研巧生学位论文摘要Ｉ摘要并联机构是国际上机械装备研究领域的新兴课题，国内外学者做了大量的研巧工作。一因其具有承载能力强，、累积误差小、刚度大、精度高、动力性好等系列优点使其在制造领域具有良好的发展前景，。虽然并联机构因其特点弥补了串联机构由于较接间隙和悬臂变形引起的不足，但连杆的变形及系统的振动仍是影响精度的主要原因。所Ｗ，并联机构的弹性变形对其精度和

5、动态特性的影响仍是不可忽略的问题。尤其是连杆在运动中的实际状况，会对整个机构的加工精度产生重要的影响。－本文在前人研究的基础上，Ｗ具有Ｈ自由度的３ＰＳＰ并联机构为主要研究对象，对其进行结构分析，并将虚拟样机技术应用到并联机构运动仿真的研究中，对杆件进行柔性化处理，对其运动学及动力学进行研究分析与仿真分，建立该并联机构的刚柔稱合系统模型，，析，对机构模型进行拓扑优化研巧。同时利用有限元软件质量轻化为优化目的并从应力３－ＰＳＰ并联、应变、模态频率及屈曲分析四方面对优化前后结果进行对比分化为该：机构实现高

6、效的设计研究做出有意义的尝试，全文主要研究内容如下（１）论述本课题的研究背景和并联机构国内外发展历史及状况，总结前人的研究方法及优势，综述刚柔稱合系统的提出与拓扑优化的基本概念，指出将虚拟样机技术引入到并联机构仿真设计研究的实用性。）－（２对３ＰＳＰ并联机构进行位姿分析，利用封闭矢量环法，构造机构的运动学方程，运用多体动力学软件ＡＤＡＭＳ对３－ＰＳＰ并对其进行位姿的正解与逆解分析；并联机构进行运动学仿真，分析机构驱动副的位移、速度和加速度曲线，将其与理论计算相比较，验证，虚拟样机模型运动学仿真分析结果的正确

7、性及准确性；基于运动学仿真分析的基础上对机构进行动力学逆解分析，求得驱动副力的变化曲线，就其仿真结果预测电机驱动力，进而为选取电机型号做准备。（３）运用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、ＡＮＳＹＳ和ＡＤＡＭＳ虚拟样机软件相结合的方法，针对结构中－对运动影响较大的细长杆件进行柔性化处理，考虑其弹性变形对机构的影响，对３ＰＳＰ并联机构进行刚柔稱合系统建模，；然后利用刚柔賴合动力学模型对机构进行动力学仿真分一析，验证刚柔稱合系统是种能建立更真实的反应机构在实际中运动状况的虚拟样机模型的方法。－，，达到高性价比的制造目

8、的，（４）为使３ＰＳＰ并联机构结构更加合理用材更经济利用拓扑优化理论和有限元软件ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对机构主要部件进行拓扑优化设计，并对优化结果进行校核分析，同时与优化前的结构进行对比，验证优化结果的可实用性。，可对机构的性能