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农业机械学报 2022年第5期53卷 449-458页

作者：王启明张汉祖蒋江月宋景覃俊雄上海理工大学机械工程学院上海200093

针对4种典型平面平台型6-PSS并联机构构型特点,研究了最优构型选择及其参数优化。建立平面平台型6-PSS并联机构的运动学模型,并进行ADAMS仿真验证;绘制不同构型下的平面平台型6-PSS并联机构的可达工作空间图和灵巧度分布图,求解工作空... 详细信息

针对4种典型平面平台型6-PSS并联机构构型特点,研究了最优构型选择及其参数优化。建立平面平台型6-PSS并联机构的运动学模型,并进行ADAMS仿真验证;绘制不同构型下的平面平台型6-PSS并联机构的可达工作空间图和灵巧度分布图,求解工作空间体积V和全局灵巧度G_(CI),经过对比分析,构型Ⅲ的可达工作空间范围、工作空间体积、灵巧度分布和全局灵巧度等性能指标均最优,确定构型Ⅲ为机构的最优构型;针对构型Ⅲ分析各结构参数对其工作空间和灵巧性的影响规律,结果表明,在一定的结构参数范围内,工作空间体积和全局灵巧度呈正相关;以工作空间体积V为目标函数进行优化,得到了最优结构参数,优化后工作空间体积V和全局灵巧度G_(CI)相比优化前均有明显提高,证明了优化模型的正确性和有效性,并对优化后的机构进行了误差分析,为平面平台型6-PSS并联机构设计提供了依据。

关键词： 6-PSS并联机构构型选择工作空间灵巧性优化设计

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太阳帆探测器构型选择研究

太阳帆探测器构型选择研究

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中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会

作者：刘宇飞荣思远沈凡成正爱黄小琦钱学森空间技术实验室哈尔滨工业大学

文中针对方形帆、圆形帆以及叶形帆三种最常见的太阳帆探测器构型方式进行了对比,重点分析了三种构型在结构质量、转动惯量以及光压力下力学性能的差异,认为具有四根支撑臂的方形帆在结构简单性,操控方便性等方面具有优势,同时对于支撑... 详细信息

文中针对方形帆、圆形帆以及叶形帆三种最常见的太阳帆探测器构型方式进行了对比,重点分析了三种构型在结构质量、转动惯量以及光压力下力学性能的差异,认为具有四根支撑臂的方形帆在结构简单性,操控方便性等方面具有优势,同时对于支撑结构的需求也较少,变形和质量特性的变化较小,是较为合适的选择之一。

关键词：太阳帆构型选择力学性能

来源： cnki会议评论

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轨道飞行器舱门展收机构优化设计及仿真分析

轨道飞行器舱门展收机构优化设计及仿真分析

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作者：魏冰哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着航天领域方面的快速发展以及对太空探索未知领域的逐步深入,可重复使用轨道飞行器已经成为国内外重点研究对象。本文针对舱门展收机构总体结构设计和结构布局优化问题,研究舱门展收机构的设计、材料选取及构型选择,展收机构参数优化... 详细信息

随着航天领域方面的快速发展以及对太空探索未知领域的逐步深入,可重复使用轨道飞行器已经成为国内外重点研究对象。本文针对舱门展收机构总体结构设计和结构布局优化问题,研究舱门展收机构的设计、材料选取及构型选择,展收机构参数优化,舱门加强筋及锁紧点结构布局优化,舱门展收机构刚柔耦合动力学分析,主要研究内容如下:首先,针对轨道飞行器舱门展收机构总体方案和总体设计问题,在满足相关指标要求和设计原则下,完成对舱门展收机构总体结构设计和材料的选择。针对展收机构的构型选择问题,本文基于层次分析法对构型方案进行二级模糊综合评判,优选出最佳构型方案。在确定展收机构设计方案后,基于机构运动原理分析,建立舱门展收机构参数化模型,在满足杆长和传动角约束条件下,以舱门转动角度为优化目标,得到最佳结构参数。其次,针对舱门加强筋和锁紧点的结构布局优化问题,提出了一种基于MATLAB和ANSYS联合仿真优化的方法,解决了布局离散变量和位置连续变量相互耦合而导致优化效果不理想的问题。利用ANSYS参数化语言创建含参数化简化有限元模型命令流文本,以MATLAB编写的遗传算法为主程序调用ANSYS求解并输出结果至文本,以文本为数据接口实现数据传递,实现优化程序自动化。在此优化方法下,针对结构布局设计特点,以布局个数和位置为设计变量,在满足基频和形变的约束条件下,对质量最小或个数最少为目标进行优化设计。研究结果证明,该优化方法适用性良好,具有一定的参考价值。然后,针对舱门展收机构展开过程中刚体受力无形变而导致铰链载荷分布不均问题,采用了基于模态中性文件实现对刚体柔性化的方法。以此方法将铰链进行柔性化处理,在确保模态中性文件信息正确性的前提下,建立刚柔耦合虚拟样机模型,仿真分析铰链载荷分布情况,同时提取驱动力矩曲线,为实验器材的选取提供参考。结果表明,刚柔耦合结构下的铰链载荷分布均匀,特殊位置下铰链所受载荷大小与理论计算值一致。最后,搭建舱门展收机构测量试验台,将试验数据与仿真数据作对比分析,结果表明,二者数据在趋势及量级方面都具有良好的一致性,验证了结构设计参数符合技术要求及仿真模型的正确性。

关键词：舱门展收机构构型选择优化设计遗传算法刚柔耦合

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