《柔性构件大变形分析及其在柔顺机构建模中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《柔性构件大变形分析及其在柔顺机构建模中的应用（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学位论文独创性( 或创新性) 声明 秉承学校严谨的学分和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名：垄乏盔丕 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生
2、在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 本人虢扭 导师签名：日期垒! 三：! ：! 墨： j 和转换的新型机构，能够减少零件数目、减少装配、提高精度、减少摩擦等，在 微机电系统、仿生领域有着很高的价值。 在很多情况下，柔顺机构中的柔性构件可以简化为一根柔性的悬臂梁。本文 首先介绍了悬臂梁大变形分析的几种现有方法：链式算法、椭圆积分法、差分方 程法、伪刚体模型
3、法，分析了它们各自的优缺点，并对比了它们求解悬臂梁大变 形问题的结果。在求解柔顺机构时，链式算法、椭圆积分法、差分方程法分析柔 性构件和求解机构方程是两个相对独立的过程，容易引进累计误差造成求解的不 稳定；伪刚体模型法不存在上述问题，但是精度相对较差。本文将矩量法用在求 解悬臂梁大变形分析中，其在分析悬臂梁大变形问题和求解柔顺机构问题中都具 有很高的精度和稳定性。 本文分别使用伪刚体模型法和矩量法分析了Y o u n g 双稳态机构，研究了此类 机构和双Y o u n g 三稳态机构的力矩曲线和能量曲线，借助一类特殊的有理多项式 函数曲线和伪刚体模型建模方法，提出了一种新的优化设计双Y o u
4、 n g 三稳态机构 的方法，并加工出了实际机构，验证了机构的三稳态特性，证明了方法的可行性。 关键字：悬臂梁大变形矩量法双Y o u n g 三稳态机构优化设计 A b s t r a c t C o m p l i a n tm e c h a n i s mi s an e wm e c h a n i s mu s i n gt h ee l a s t i cd e f o r m a t i o n so f c o m p l i a n tc o m p o n e n t st or e a l i z et r a n s f e r sa n dc o n v e r s
5、 i o n so ft h em o v e m e n tf o r c e ， a n de n e r g y C o m p l i a n tm e c h a n i s mC a nr e d u c et h en u m b e ro fc o m p o n e n t s ，r e d u c e a s s e m b l a g e ，i m p r o v e t h e a c c u r a c y , r e d u c e t h e f r i c t i o n ，a n d S Oo n I n M i c r o - E l e c l r o -
6、 M e c h a n i c a lS y s t e m sa n db i o n i c s ，i th a sv e r yh i g hv a l u e I nm a n yc a s e s ， c o m p l i a n tc o m p o n e n t so ft h ec o m p l i a n tm e c h a n i s mC a nb e s i m p l i f i e da sar o o to ff l e x i b l ec a n t i l e v e rb e a m T 1 1 i sp a p e ri n t r o d u
7、 c e ss e v e r a le x i s t i n g a n a l y s i sm e t h o d st os o l v et h ec a n t i l e v e rb e a mi nt h ea n a l y s i so fl a r g ed e f o r m a t i o n ： C h a i nA l g o r i t h m ，E l l i p t i cI n t e g r a lM e t h o d ，D i f f e r e n t i a le q u a t i o nM e t h o da n dt h e P s
8、e u d o - R i g i d B o d yM o d e l ，t h e na n a l y z et h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fe a c h , a n dc o m p a r et h er e s u l t ss o l v i n gc a n t i l e v e rb e a m l a r g ed e f o r m a t i o np r o b l e m s I n s o l v i n gc o m p l i a n tm e c h a n i s m s
9、 ，f o rC h a i na l g o r i t h m ，E l l i p t i c a lI n t e g r a lM e t h o d ，a n d D i f f e r e n c ee q u a t i o nM e t h o d , t h ea n a l y s i so fc o m p l i a n tc o m p o n e n t sa n dt h es o l v i n g e q u a t i o n so fc o m p l i a n tc o m p o n e n t sa r et w or e l a t i v e
10、 l yi n d e p e n d e n tp r o c e s s e s ，i ti s e a s yt o i n t r o d u c et h ec u m u l a t i v ee r r o ra n dc a u s ei n s t a b l eo ft h es o l u t i o n T h e P s e u d o r i g i d - b o d ym o d e lm e t h o dd o e sn o te x i s tt h ep r o b l e ma b o v e ，b u tr e l a t i v e l y p o
11、 o rp r e c i s i o n n l i sp a p e ri n t r o d u c e st h eM e t h o do fM o m e n tt os o l v et h ec a n t i l e v e r b e a mi nt h ea n a l y s i so fl a r g ed e f o r m a t i o n ，t h ea n a l y s i so fc a n t i l e v e rb e a ml a r g e d e f o r m a t i o np r o b l e ma n ds o l v i n g
12、p r o b l e mo fc o m p l i a n tm e c h a n i s mh a sv e r yh i g h p r e c i s i o na n ds t a b i l i t y T l l i sp a p e rs o l v et h eY o u n gb i s t a b l em e c h a n i s m su s i n gP s e u d o - R i g i d B o d yM o d e l m e t h o da n dt h eM o m e n to fM e t h o d ，a n a l y z et h
13、et o r q u ec u r v e sa n de n e r g yc u r v e so f t h i sk i n dm e c h a n i s m sa n dd o u b l eY o u n gt r i s t a b l em e c h a n i s m s ( D Y T M S ) ，a n dw i t ht h e h e l po fas p e c i a lc l a s so fp o l y n o m i a lC U l V e a n dt h eP s e u d o - R i g i d - B o d yM o d e l
14、， p r o p o s ean e wo p t i m i z a t i o nd e s i g no fD Y T M S A tl a s t ，w ep r o c e s s i n gt h em e c h a n i s m ， a u t h e n t i c a t et h et h r e es t e a d ys t a t ec h a r a c t e r i s t i co ft h em e c h a n i s ma n dp r o v e dt h e f e a s i b i l i t yo ft h em e t h o d K
15、 e y w o r d ：C a n t i l e v e rb e a mL a r g ed e f o r m a t i o n M e t h o do fm o m e n t D o u b l eY o u n gt r i s t a b l em e c h a n i s m s O p t i m i z a t i o nd e s i g n 目录 第一章绪论：。1 1 1 柔顺机构的特点l 1 2 柔顺机构的应用领域2 1 2 1 微机电系统( M E M S ) 2 1 2 2 仿生领域2 1 2 3 其他领域2 1 3 悬臂梁大变形研究现状2 1 2 本文的工作安排3 1 2 1 课题来源及主要工作3 1 2 2 论文的工作安排4 第二章柔性构件大变形分析方法5 2 1 悬臂梁大变形问题介绍5 2 2 伪刚体模型7 2 2 1 1 R 模型( P R B1 R ) 7 2 2 23 R 模型( P I 也3 R )
