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《天津大学》 2003年
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基于稳健设计的含间隙弹性连杆机构分析与综合

孟宪举  
【摘要】: 连杆机构由于本身固有的结构原因,其输出运动总是存在一定的误差,称为结构误差。另外,由于加工误差、装配误差、运动副间隙、弹性变形、输入误差的存在也会使机构的输出产生误差,称为机械误差。导致机械误差的因素往往具有随机性,因此,机构的输出误差也是随机量。 但是,在传统的机构分析与设计中,认为机构输入、机构结构参数不存在误差或取其误差为确定值,这样的分析与设计称为确定性分析与设计。将机构的输入误差和结构参数误差作为随机量研究机构的分析与设计问题称为稳健性分析与设计。 目前,对机构稳健性分析与设计的研究尚不深入,主要工作集中在机构运动学参数概率误差分析方面,对机构动力学参数概率误差进行研究的文献作者还尚未见到。 在机构运动学参数概率误差研究中,目前的文献仅限于考虑构件结构参数误差和运动副间隙造成的运动输出参数的概率误差分析。对于运动副间隙的处理,研究中总是假设运动副中销轴位置在间隙空间内均匀分布,将间隙问题作为运动学问题处理,但是,间隙对机构动力学特性的影响要远大于其对机构运动学特性的影响。目前,机构运动学参数概率误差研究中也未涉及到机构的弹性变形问题。 本文综合考虑连杆机构的输入误差、加工误差、运动副间隙、弹性变形,从机构动力学角度出发,系统研究连杆机构运动学与动力学参数的稳健性分析和设计问题。研究内容分主要为以下五个方面: 考虑构件加工误差,研究刚性连杆机构的运动学和动力学参数的概率误差分析问题。在这部分中,作者利用随机过程理论建立了矩阵形式的连杆机构运动学和动力学参数概率误差分析模型,该模型避开了传统误差分析中求解误差敏感系数时遇到的复杂的数学问题,成功解决了输出参数的误差相关性问题。 考虑构件加工误差和运动副间隙,研究含间隙刚性连杆机构的运动学和动力学输出参数的概率误差分析问题。间隙对机构的运动和动力性能都有影响,尤其是对机构的动力学性能影响很大,微小的间隙都会极大地改变机构的动态响应。本文抛弃了销轴位置在间隙空间内均匀分布的假设,以含间隙连杆机构动力学为基础,首次建立了考虑加工误差、运动副间隙的刚性连杆机构运动学与动力学输出参数的概率误差分析模型。 WP=6 考虑构件加工误差、运动副间隙和构件的弹性变形,研究弹性连杆机构的运动学和动力学输出参数的概率误差问题。在这部分研究中,作者首次建立了三种弹性连杆机构概率误差分析模型:精确分析模型、准静态分析模型、近似计算模型。这些模型为研究机构运动学和动力学参数的概率误差奠定了理论基础。 在机构运动学和动力学参数概率误差分析的基础上,本文系统研究了连杆机构稳健性综合问题。在这一部分研究中,作者建立了以输出精度为优化目标函数的稳健性优化模型和以加工成本为目标函数的稳健性优化模型,并对稳健性模型中的目标函数、约束函数进行了专门研究。利用输出精度模型可以对机构的结构参数进行稳健性优化设计,提高机构输出的可靠性;利用加工成本模型可以对机构的结构参数误差进行优化分配,降低机构的总体加工成本。 最后,本文以一个实现轨迹的平面四杆机构为例,用输出精度模型对其结构参数进行了稳健性优化设计,并与确定性优化设计结果进行了对比,对比结果表明:稳健性优化设计能降低机构原始误差对输出误差的影响,提高机构输出的可靠性;用加工成本模型对结构参数误差进行了优化分配,降低了机构的总体加工成本。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TH112

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 徐卫良;张启先;;用微小位移合成法作平面连杆机构的运动误差分析[J];机械设计;1987年03期
2 常宗瑜,王玉新,张策,邱明旭;含间隙机构中的混沌现象[J];机械科学与技术;1998年03期
3 徐卫良;连杆机构误差分析的统计模拟法[J];机械科学与技术;1986年01期
4 张建领,李哲,李骊;预测含间隙机构副元素分离和碰撞的力判定方法[J];机械工程学报;1996年04期
5 傅祥志;确定机构结构参数最佳极限偏差的随机模型——TY401印刷机主传动连杆机构的最佳极限偏差的确定[J];华中科技大学学报(自然科学版);1984年03期
6 师忠秀;函数再现机构的可靠性综合[J];华中理工大学学报;1994年07期
【共引文献】
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1 赵国藩,李云贵;钢筋混凝土构件的近似概率设计法[J];四川建筑科学研究;1987年04期
2 赵鹏飞;对分枝限界法的一种改进[J];四川建筑科学研究;1997年04期
3 杨巧虹,沈祖炎;民用建筑结构可靠性鉴定时可变荷载的统计分析[J];四川建筑科学研究;2000年01期
4 张大巍;杜海金;张高峰;;深层搅拌桩复合地基承载力可靠度分析[J];四川建筑科学研究;2006年03期
5 马强,许桢英;动态测量误差溯源方法研究[J];安徽机电学院学报;2001年04期
6 张剑,刘宁;大体积混凝土结构热学参数的随机反演方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2002年02期
7 方从严,梁有峰,吴庆;土木工程的现状与未来发展趋势综述[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年02期
8 于洁;供热管网循环水泵的曲线拟合[J];北方交通大学学报;2002年06期
9 王其琳,李建勇,赵永伟;大直径间接测量的研究[J];北方交通大学学报;1995年02期
10 李毓辉,郭群山;VC++环境下的数据误差分析[J];兵工自动化;2004年02期
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1 高大水;;滑坡虚力函数稳定分析法在治理工程设计中的应用[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
2 李立;李开富;陈永;;基于周期激振力作用的双杆摆机构混沌运动的抑制[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
3 荣辉;丁洪生;张同庄;;一种空间三自由度并联机构的震动力平衡[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
4 陈廷雨;王正友;;平面连杆机构震动力部分平衡的优化方法[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
5 赵鹏云;黄茂林;向成宣;;基于脉动值恒定的脉冲发生机构的创新与设计[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
6 魏宏;谢进;陈永;;混合驱动平面五杆机构的点位对应综合及其PD控制[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
7 李辉;张策;宋轶民;;混合驱动七杆压力机的动力学建模[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
8 董利平;谢进;陈永;;混合输入平面五杆机构的模糊滑模变结构控制[A];全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集[C];2005年
9 冯耀国;李新娥;马铁华;;压力动态测试系统的不确定度评定[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(上册)[C];2007年
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1 李清军;新型多媒体视频判读技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 周维虎;大尺寸空间坐标测量系统精度理论若干问题的研究[D];合肥工业大学;2000年
3 龚蓬;动态测量误差修正灰色建模理论与应用技术研究[D];合肥工业大学;2000年
4 刘诗斌;微型智能磁航向系统研究[D];西北工业大学;2001年
5 惠梅;表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
6 翟钢军;海洋固定平台模糊优化与模糊可靠性研究[D];大连理工大学;2001年
7 马宏旺;钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析与设计研究[D];大连理工大学;2001年
8 郑忠双;极端环境下海洋结构物随机响应分析及动力可靠性研究[D];浙江大学;2001年
9 范胜林;GPS姿态及定向系统的研究与实现[D];南京航空航天大学;2001年
10 贾功贤;基于VI的IRFPA ROIC参数测试及热释电FPA凝视成像技术研究[D];重庆大学;2001年
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2 李培昌;6DOF运动平台开发与研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
3 杨倩;基于SIMULINK的含间隙机构动力学仿真及可靠性研究[D];青岛大学;2005年
4 宁桂峰;液压支架三维动态设计与力学仿真研究[D];煤炭科学研究总院;2004年
5 朱真兵;工程混沌振动系统分析及计算机仿真[D];昆明理工大学;2002年
6 洪振宇;机构精度分析与综合方法研究[D];天津大学;2004年
7 柴春茜;碳纤维三维编织复合材料预制件厚度的测量[D];天津工业大学;2000年
8 黄秋红;宽照度范围的CCD在线检测技术的实验研究[D];西安理工大学;2000年
9 徐春梅;提高CCD用于非接触式检测小尺寸精度的研究及其模拟实验[D];河北工业大学;2000年
10 李法新;近海导管架平台的选型模糊优化[D];大连理工大学;2000年
【同被引文献】
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1 舒歌群,饶里,林建生,吕兴才;连续分布轴系扭/弯耦合振动的自由振动研究[J];车辆与动力技术;2000年04期
2 张俊红,孙少军,程晓鸣,高宏阁;弯扭耦合的旋转机械轴系弯振特性的研究[J];动力工程;2005年03期
3 丁彩红;杨延竹;孙以泽;;地毯簇绒机械轴系动力学问题研究的现状与展望[J];纺织学报;2007年08期
4 韩飞,周卫东;国内外地毯业的现状和发展动向[J];合成纤维工业;1999年04期
5 王国庆 ,刘宏昭;含间隙平面连杆机构动态特性研究[J];机械传动;2001年03期
6 罗筱英;唐进元;;结构参数对砂轮主轴系统动态性能的影响[J];机械工程学报;2007年03期
7 王玉新,张策,陆锡年;弹性连杆机构低阶谐振机理实验研究及解释[J];机械工程学报;1994年S1期
8 杨廷力;机构学理论研究进展[J];机械工程学报;1995年02期
9 柯尊忠,徐业宜;机械设计中的非线性动力学和动态设计一些问题[J];机械工程学报;1995年04期
10 张勇,蒋滋康;轴系弯扭耦合振动的数学模型[J];清华大学学报(自然科学版);1998年08期
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1 陈立周;任冠华;;参数容差稳健设计与随机优化[A];第一届国际机械工程学术会议论文集[C];2000年
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1 唐云冰;航空发动机高速滚动轴承力学特性研究[D];南京航空航天大学;2005年
2 曹衍龙;面向制造环境的公差稳健设计方法与技术的研究[D];浙江大学;2003年
3 李永华;稳健可靠性理论及优化方法研究[D];大连理工大学;2006年
4 袁涛;机械结构参数相关性与串并联体系可靠性灵敏度设计与应用[D];吉林大学;2007年
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1 刘志臻;高低圈簇绒地毯图案电脑设计和控制系统的开发[D];南京工业大学;2003年
2 贾俊荣;机床主轴箱优化与智能设计的研究[D];福建农林大学;2005年
3 钱留华;基于多体动力学汽车动力总成隔振性能研究[D];华中科技大学;2005年
4 郜文文;随机参数弹性连杆机构的可靠性分析[D];西安电子科技大学;2006年
5 何亚银;基于虚拟样机仿真的机构动平衡研究[D];西北工业大学;2006年
6 羊有道;平面四杆机构的运动性能研究[D];东南大学;2005年
7 路遵友;机液综合机构学中平面四杆机构的动态特性研究[D];兰州理工大学;2007年
8 赵取;基于ANSYS平台结构模糊优化分析方法研究[D];重庆大学;2007年
9 张瑞红;基于数学模型的现代稳健优化设计[D];河北工业大学;2000年
10 赵红霞;回转窑轮带的稳健优化设计[D];武汉理工大学;2002年
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1 陈天全,刘林;连杆机构可视化设计和模拟研究[J];机械;1999年06期
2 周凌;;基于量子粒子群算法的连杆机构的优化设计[J];价值工程;2010年35期
3 陈祥荣;仪器仪表中连杆机构的优化设计[J];仪器仪表学报;1988年02期
4 姜守厚;;八杆机构联轴器的工作原理及设计[J];燕山大学学报;1989年02期
5 金圭;连杆式组合弯管机构的分析和实践[J];锻压技术;1999年01期
6 何在洲,张华弟;连杆机构运动空间计算[J];机械研究与应用;2003年01期
7 李兆军,蔡敢为,潘德永;电动机用复合材料连杆机构系统的模糊优化设计[J];机械设计与制造;2005年10期
8 卫江红;;连杆机构结构分解的自动化[J];农业装备与车辆工程;2009年07期
9 何俊;冯鉴;;基于Matlab的平面连杆机构预定轨迹优化设计[J];煤矿机械;2010年03期
10 郑培杰,钱忠厚;低压断路器的一种扭簧操作机构[J];低压电器;1990年03期
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1 陆念力;兰朋;金奕山;;弹性连杆机构动力分析的一种新方法[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
2 孙玉秋;柴承文;;卷筒纸印刷机气动离合压机构设计[A];全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集[C];2005年
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4 胡孔白;;热轧板垛板坯装置的研制[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(4)[C];2003年
5 刘开昌;叶荣礼;郑财权;林渝晟;王辉辉;;急回连杆机构的作图法设计[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
6 刘茂武;贾巨民;冯仁余;;汽车尾板技术中传动用平面连杆机构的运动分析[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
7 李晏;何珊;;连杆式自动定心装置及其在转动惯量测定仪中的应用[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
8 常宗瑜;邱明旭;牛文铁;王刚;;浅谈含间隙机构的研究现状[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
9 褚金奎;曹惟庆;;运动链的拓朴结构及其参数损失——机构拓扑结构与性能关系的探讨[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
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1 ;柴油机出现下述情况应大修[N];江苏科技报;2006年
2 王红瑞;宏大纺机F2461型无捻粗纱机通过科技成果鉴定[N];中国纺织报;2008年
3 荆波;岗位安全须知卡的应用[N];中国安全生产报;2005年
4 严通;咋判断柴油机应大修[N];辽源日报;2005年
5 北京科技大学资源工程学院教授 王国彪;国外工程机械新技术、新结构与发展趋势[N];中国机电日报;2000年
6 ;国外工程机械新技术、新结构(下)[N];中国水利报;2000年
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8 广东 张云;为大功率三相手动空气开关加无线遥控装置[N];电子报;2006年
9 顾永强 唐文芳 胡燕玲;企业员工青睐质疑式互动培训[N];工人日报;2007年
10 本刊记者  胡筱燕 通讯员  高微征;发挥科技实力 服务经济发展[N];山西经济日报;2007年
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1 孟宪举;基于稳健设计的含间隙弹性连杆机构分析与综合[D];天津大学;2003年
2 张学军;残膜分离与输送装置的研究[D];吉林大学;2007年
3 郭晓宁;连杆机构的结构运动学特征及参数化实体运动仿真的研究[D];西安理工大学;2003年
4 李兆军;电动机—弹性连杆机构系统耦合动力学研究[D];华中科技大学;2006年
5 孙建伟;基于谐波特征参数的空间连杆机构尺度综合研究[D];大连理工大学;2010年
6 林军;基于高效的双输出函数脉冲发生机构的运动——动力学综合研究[D];重庆大学;2002年
7 常欣;潜器全方向推进器的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 刘超;空间单闭链两足步行连杆机构的研究[D];北京交通大学;2013年
9 李涛;基于简单曲线自适应逼近的平面连杆机构优化综合理论与方法的研究[D];大连理工大学;2000年
10 王洪瑞;液压六自由度并联机器人运动控制研究[D];燕山大学;2003年
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1 王永亮;移动连杆机构的类型及其模块化设计的研究[D];北京交通大学;2011年
2 吕继超;具有复合材料构件的混合驱动连杆机构控制及性能研究[D];东华大学;2004年
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4 李连江;平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真[D];天津工业大学;2005年
5 蒋青松;基于虚拟现实技术的机构认知分析及创新设计平台的建立[D];山东大学;2012年
6 高树清;多刚体系统运动分析及基于AS的建模与动态模拟[D];合肥工业大学;2009年
7 单宁;混合驱动连杆机构分析与实验研究[D];西安理工大学;2005年
8 程强;基于稳健设计的含间隙连杆机构精度概率分析[D];青岛大学;2005年
9 郭蓉;平面连杆机构计算机辅助设计方法的研究[D];合肥工业大学;2005年
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