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Topology optimization of a 6-DOF spatial compliant mechanism based on Stewart propotype platform

Acta Mechanica Sinica 2019年第5期35卷 1044-1059页

作者： Dachang Zhu wanghu zhan School of Mechanical and Electrical Engineering Guangzhou UniversityGuangzhou 510006China

To improve the global stiffness and conveniently build a model of a compliant mechanism with spatial multiple degrees of freedom(DOF),the topology optimization method,combined with the isomorphic mapping matrix,is proposed in this paper for structure synthesis of a 6-DOF spatial compliant *** using the differential approximation method,the Jacobian matrix of the Stewart prototype platform is calculated as the isomorphic mapping matrix,and its eigenvalues and eigenvectors are *** the isomorphic mapping matrix with the solid isotropic material with the penalization topology optimization method,the topological model of the 6-DOF spatial compliant mechanism is constructed,and a topological structure of the 6-DOF spatial compliant mechanism is derived which has the same differential kinematic characteristics as the Gough-Stewart prototype *** actuators are mounted inside the topological structure during the three-dimensional printing manufacturing process,and its driver directions are in accordance with the driver configuration directions of the Gough-Stewart prototype *** effectiveness of the proposed method for topological structure synthesis of the 6-DOF spatial compliant mechanism is demonstrated through several numerical examples and experimental studies.

关键词： 6-DOF spatial compliant mechanism Stewart prototype platform Isomorphic mapping Jacobian matrix Topology optimization

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平面三自由度柔顺机构构型设计与性能分析

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机械科学与技术 2019年第11期38卷 1738-1744页

作者：占旺虎广州大学机械与电气工程学院

采用并联原型机构微分雅克比矩阵与实体各向同性材料惩罚函数法(Solid isotropic material with penalization, SIMP)相结合的拓扑优化方法,以柔度最小和低阶模态频率最大为多设计目标,建立平面三自由度柔顺机构拓扑优化模型实现拓扑优... 详细信息

采用并联原型机构微分雅克比矩阵与实体各向同性材料惩罚函数法(Solid isotropic material with penalization, SIMP)相结合的拓扑优化方法,以柔度最小和低阶模态频率最大为多设计目标,建立平面三自由度柔顺机构拓扑优化模型实现拓扑优化。以拓扑优化得到的模型边界为形状优化为设计变量,对拓扑优化模型应力与末端位移约束为优化目标进行二次优化。采用增材制造方法3D打印技术对平面三自由度柔顺机构拓扑构型进行加工,并采用雷尼绍双频激光干涉仪进行测量与数据采集。实验与有限元仿真对比结果表明:采用多目标拓扑优化和形状优化组合形成二次优化,运用二次优化方法设计得到的平面三自由度柔顺并联机构,在满足机构具有很好的整体刚度要求下,拥有很高的低阶模态频率实现振动拟制,而且能够实现微纳尺度位移运动特性。

关键词：平面柔顺机构雅克比矩阵多目标拓扑优化

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网湖表层沉积物磷的赋存形态及污染评价

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湖北理工学院学报 2022年第6期38卷 24-29,67页

作者：邱子健张瑞琦刘倩王渝晨占长林柳山张家泉刘红霞李燕妮湖北理工学院环境科学与工程学院湖北黄石435003 湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室湖北黄石435003 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061

为揭示网湖表层沉积物磷的污染状况,应用SMT分级法和钼锑抗分光光度法对其样品中磷的赋存形态进行了分析测定,并运用标准指数法对总磷污染状况进行了评价。结果表明,网湖表层沉积物中的总磷含量为1628.59±422.36 mg/kg,远高于长江中游... 详细信息

为揭示网湖表层沉积物磷的污染状况,应用SMT分级法和钼锑抗分光光度法对其样品中磷的赋存形态进行了分析测定,并运用标准指数法对总磷污染状况进行了评价。结果表明,网湖表层沉积物中的总磷含量为1628.59±422.36 mg/kg,远高于长江中游其他湖泊;各形态磷平均含量的大小顺序为:无机磷(1017.96 mg/kg)>有机磷(619.25 mg/kg)>Ca结合态磷(600.84 mg/kg)>Fe/Al结合态磷(417.21 mg/kg)。此外,不同形态磷含量的分布呈现出一定的空间差异性,网湖东北部的总磷、无机磷、Ca结合态磷和Fe/Al结合态磷含量明显高于其他区域,而有机磷含量高值出现在东北部和南部中区域。无机磷含量主要受到活性磷(Fe/Al结合态磷)和惰性磷(Ca结合态磷)的影响。网湖表层沉积物中的总磷含量整体呈现中度污染,存在加剧水体富营养化的风险。

关键词：沉积物磷形态空间分布污染

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