框架传动机构集成优化动力平衡研究

作     者：洪光辉 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘子建

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：机构动力平衡 虚拟样机 集成优化 框架传动 摆动力 摆动力矩 

摘      要：机构动力平衡问题是机械动力学中的重要课题之一。现有的动力平衡研究大都是通过建立解析关系式进行求解,这比较适合于解决结构简单且仅含规则构件的机构动力平衡问题。对于复杂机构,不易建立其解析关系式,故很难通过解析法实现机构动力平衡,而计算机仿真方法的出现为复杂机构动力平衡问题提出了新的解决方案。 本文针对复杂机构——包装机框架传动机构动力平衡问题,提出了基于虚拟样机技术的机构集成优化动力平衡研究方法。以机构动力平衡理论为基础,运用虚拟样机技术和集成优化技术研究机构动力平衡问题,得到了框架传动机构配重块的优化参数,并用刚柔耦合的方法对框架传动机构弹性卸载方式设计进行了分析。 首先,在Pro/E中建立三维CAD模型,并通过Parasolid格式输入ADAMS中,定义其材料属性、约束、运动等信息,建立了框架传动机构的虚拟样机模型。其次,在多学科设计优化软件iSIGHT中建立了集成优化模型,实现了Pro/E、ADAMS和Matlab的联合仿真分析,以摆动力和摆动力矩均方根值的线性加权和为目标函数,使用多岛遗传算法和序列二次规划相结合的优化策略,实现了框架传动机构优化动力平衡研究。最后,在ANSYS中建立了支架板的有限元模型,并通过模态中性文件输入ADAMS,建立了左机身含弹性件框架传动机构的虚拟样机模型,探讨了弹性件对左机身框架传动机构动力平衡的影响。