基于ked方法的高速空间并联坐标测量_机弹性动力学研究毕业论文

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1、工程硕士学位论文基于KED方法的高速空间并联坐标测量机弹性动力学研究RESEARCHONELASTICDYNAMICSOFHIGH-SPEEDSPACEPARALLELCOORDINATEMEASURINGMACHINEWHICHBASEDONKEDMETHODADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFENGINEERINGfromShandongUniversityofScienceandTech

2、nologybyLiYunfengSupervisor:AssociateProfessorChenXiulongCollegeofMechanicalandElectronicEngineeringMay2013声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfi

3、llmentoftherequirementsfortheawardofMasterofEngineeringinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学工程硕士学位论文摘要摘要现

4、代并联坐标测量机正朝着高速、轻型、精密和低噪声的方向发展，也正是由于这一特点，使得测量机轻质构件很容易发生弹性变形，这不仅影响了测量机的轨迹精度，还破坏了系统的稳定性，同时也降低了机器的使用寿命。因此对测量机进行弹性动力学行为分析显得尤为重要。本文以空间并联坐标测量机为研究对象，对其弹性动力学建模，动力学行为分析等进行了较系统的研究。主要内容如下：首先，分析该测量机的结构特点，确定该机构自由度数，对机构的五个支链进行运动学分析。其次，根据测量机机构的精度要求和特性利用有限元的方法将机构的柔性构件划分单

5、元，根据KED分析理论建立计入几何非线性因素和不计入几何非线性因素的单元的弹性动力学方程。分析支链上各个单元之间的约束关系，并据此将各个单元的弹性动力学方程装配成支链的的弹性动力学方程。求解系统的运动学约束条件和动力学约束条件，建立系统的广义坐标，进而将支链的弹性动力学方程装配成系统的弹性动力学方程，完成测量机系统的弹性动力学模型的建立。最后，对弹性动力学行为进行了仿真分析，规划了三个运动轨迹，利用MATLAB软件，给出了动平台产生的输出位移误差、速度误差、加速度误差的变化情况，给出了测量机机构构件在

6、运动过程中动应力的变化情况以及频率的变化情况，并对计入非线性因素和未计入非线性因素对结果的影响做出比较。通过数值仿真结果表明本文所建非线性弹性动力学模型合理，非线性的因素对结果有一定的影响。关键词：坐标测量机;弹性动力学;非线性;应力;KED方法山东科技大学工程硕士学位论文摘要ABSTRACTTheelasticdeformationoflightweightcomponentsofmeasuringmachineisoccuredasparallelcoordinatemeasuringmachin

7、eisdevelopingintohigh-speed,lightweight,preciseandlow-noiseone.Theelasticdeformationsnotonlyaffecttrajectoryaccuracy,destroythesystemstability,butalsoreduceproductivityandmachinelife.Therefore,theresearchonparallelcoordinatemachineisofgreatsignificance.

8、Inthisthesis,high-speedspacePCMMistakenasobjectofstudy.Dynamicmodelingandanalysis,numericalanalysisareperformed.Themaincontentinthisthesisarelistedasfollows:Firstly,structuralcharacteristicsofthe4-UPS-UPUhigh-speedspacePCMMisanal