風洞分離試驗外掛物驅(qū)動機構(gòu)特性分析.pdf

1、風洞分離試驗外掛物驅(qū)動機構(gòu)特性分析重慶大學碩士學位論文（學術(shù)學位）學生姓名：沈敏圣指導教師：謝志江教授專業(yè)：機械設計及理論學科門類：工學重慶大學機械工程學院二O一三年六月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要在風洞分離試驗中，需要一個外掛物模型驅(qū)動機構(gòu)，對模型進行六個自由度的各種姿態(tài)的調(diào)整。外掛物驅(qū)動機構(gòu)要求在有限的空間位置內(nèi)，能提供較大的模型姿態(tài)調(diào)整能力，同時滿足高精度、高速度的要求，并具有較小的風場阻塞度。根據(jù)國內(nèi)風洞發(fā)展需要，設計了一

2、個能滿足上述要求的外掛物驅(qū)動機構(gòu)，此機構(gòu)為一六自由度全解耦串聯(lián)機構(gòu)。論文對風洞及風洞試驗的背景和發(fā)展情況進行了介紹，明確了外掛物驅(qū)動機構(gòu)的重要作用，并介紹了國內(nèi)外現(xiàn)有六自由度模型姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)的研究現(xiàn)狀。從運動形式上來說，一般有兩種實現(xiàn)類型：一種是六個自由度的運動保持相互獨立，另一種六自由度機構(gòu)是由兩個以上部件的回轉(zhuǎn)約束組合變化來提供六個自由度的運動。論文比較了現(xiàn)有的串聯(lián)機構(gòu)和并聯(lián)機構(gòu)，創(chuàng)新設計了一種六自由度全解耦串聯(lián)機構(gòu)，并在機構(gòu)阻塞度

3、、機構(gòu)靜態(tài)特性和動態(tài)特性等方面做了如下研究。①機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計。建立了機構(gòu)的三維模型，介紹了機構(gòu)的三個組成部分與實現(xiàn)方式，畫出了機構(gòu)簡圖，計算了機構(gòu)的自由度。利用機構(gòu)六個自由度全解耦的特點，采用解析的方法導出了機構(gòu)六個輸入的位置逆解方程并驗證了其正確性，為機構(gòu)的控制提供了理論依據(jù)。②機構(gòu)靜態(tài)特性分析。將機構(gòu)的模型導入到Ansyswkbench中進行靜力學分析，得到機構(gòu)的受力變形情況，通過機構(gòu)角位移變形判斷機構(gòu)靜態(tài)特性的優(yōu)劣，為進一步的機構(gòu)優(yōu)

4、化提供依據(jù)。③機構(gòu)風場阻塞度分析。利用Matlab軟件對機構(gòu)的風場阻塞度進行了計算驗證，得到機構(gòu)阻塞度隨模型位姿變化的趨勢。綜合角位移變形和阻塞度兩個性能指標，判斷機構(gòu)具有良好的靜態(tài)特性，滿足設計要求。④機構(gòu)動態(tài)特性分析。根據(jù)機構(gòu)動態(tài)分析的理論基礎，運用Ansyswkbench軟件對機構(gòu)進行了模態(tài)、諧響應、瞬態(tài)三個方面的分析，得到了風洞試驗時需要避免的各階頻率和周期載荷，以及機構(gòu)的動態(tài)響應穩(wěn)定時間，驗證了機構(gòu)良好的動態(tài)特性。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵