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题名约束膜式空气弹簧的刚度建模与分析
被引量：7
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作者
赵亚敏
崔俊宁
邹丽敏
边星元
程钟义
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机构
哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所
哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期60-67,115,共9页
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基金
国家自然科学基金(51675139,L1924059)
中央高校基础研究基金。
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文摘
针对空气弹簧实际刚度与理论值相差较大的问题,建立了约束膜式空气弹簧的改进刚度模型。改进模型兼顾弹性膜弧长变化及其变形引起的腔室体积变化,理论与实验刚度的偏差为9.67%,相比传统模型计算精度提高7.63%。基于改进刚度模型的分析结果表明:大腔室体积、小有效面积、大弹性膜圆弧半径的结构设计,高弧长变化率的材料及高充气压强的工作方式有利于实现低刚度隔振特性。该研究为大承载、低频/超低频约束膜式空气弹簧的结构优化设计与精密加工提供了有效的理论依据。
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关键词
空气弹簧
改进刚度模型
弧长变化
腔室体积变化
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Keywords
air spring
improved stiffness model
arc length variation
chamber volume change
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分类号
TH212
[机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名一种并联机构尺寸与拓扑同步轻量化设计方法
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作者
罗磊
王猛
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机构
甘肃钢铁职业技术学院机电工程系
西北机电工程研究所
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第8期1563-1572,共10页
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基金
甘肃省高校教师创新基金资助项目(2023B-498)。
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文摘
因可重构性好和动态性能优良,并联机构(PKM)在多个领域得到了广泛应用,但其现有设计方法多关注尺寸参数,忽视了结构拓扑的影响。为解决上述问题,提出了一种并联机构尺寸与拓扑同步轻量化设计方法。首先,以质量最小和刚度最小为目标函数和约束条件,通过参数化设计获得了并联机构所有尺寸参数;然后,通过灵敏度分析确定了关键尺寸参数,在有限元分析(FEA)和响应面法(RSM)的基础上,建立了设计变量与各方向刚度之间的改进刚度-质量元模型;最后,将这些映射关系嵌入并联机构刚度和质量模型中,利用粒子群优化算法(PSO)完成了尺寸参数和结构拓扑的同步设计工作;以平面5R并联机构为例开展了验证与对比分析,完成了平面5R并联机构的轻量化设计工作。研究结果表明:在相同刚度约束下,相比参数化设计方法,采用尺寸与拓扑同步轻量化设计方法获得的质量降低了8.84%,从330.4 kg减少到301.2 kg,证明了该方法的有效性和优越性。该方法可为其他并联机构或类似机器人的轻量化设计提供重要参考。
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关键词
机构学
平面5R并联机构
改进刚度-质量元模型
灵敏度分析
分层轻量化设计
尺寸参数
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Keywords
mechanism
planar 5R parallel kinematic machine(PKM)
improved stiffness-mass metamodels
sensitivity analysis
hierarchical lightweight design
dimensional parameter
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分类号
TH112
[机械工程—机械设计及理论]
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