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题名基于拓扑优化的平面2-DOF柔顺并联机构构型设计
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作者
朱志强
熊艳红
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机构
湖北职业技术学院
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出处
《包装工程》
CAS
北大核心
2019年第5期202-208,共7页
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基金
湖北省教育厅科学技术研究项目(B2018458)
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文摘
目的运用拓扑优化技术设计一种平面2-DOF(Degrees-of-Freedom)柔顺并联机构,使其具有微米级别的微运动特性。方法依据平面2-DOF并联原型机构的受力情况进行运动特性分析,基于同构封闭矢量映射原理构建平面2-DOF柔顺并联机构的微分运动Jacobian矩阵,表达多自由度的柔顺并联机构从输入到输出间各关节的运动关系。定义柔度为优化目标函数,微分运动Jacobian矩阵为运动条件,材料体积分数为约束条件,构建平面2-DOF柔顺并联机构材料属性的有理近似模型,并运用移动渐进线法优化求解。结果优化后的平面2-DOF柔顺并联机构构型在x方向的位移为-0.0089mm,在y方向的位移为0.0053 mm,同时,其沿x方向和y方向的微位移理论值为-0.0031 mm和0.0067 mm。结论与并联原型机构的运动特性相比,平面2-DOF柔顺并联机构优化后的微运动特性具有一致性,均为微米级。
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关键词
同构封闭矢量映射原理
平面2-dof柔顺并联机构
Jacobian矩阵
移动渐近线法
微运动特性
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Keywords
isomorphic closed vector mapping principle
planar 2-dof compliant mechanism
Jacobian matrix
moving asymptotes method
differential kinetic characteristic
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分类号
TH112
[机械工程—机械设计及理论]
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题名整体式平面两自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化设计
被引量：1
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作者
朱大昌
安梓铭
李雅琼
孔维荣
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机构
江西理工大学机电工程学院
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出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2015年第7期1006-1010,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(51165009
51105077)
+1 种基金
中国博士后科学基金项目(2013M541874)
江西省自然科学基金项目(20114BAB206008)资助
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文摘
基于平面两自由度并联机构微分运动学矢量连续映射关系,建立整体式平面两自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化模型-各向同性材料插值模型(SIMP模型),运用优化准则(OC)算法对所建模型进行求解,并采用Heaviside过滤技术处理优化过程中棋盘格和网格依赖问题。基于曲线拟合方法对优化后整体构型轮廓进行拟合,在Solid Works软件中建立其三维模型,进而应用有限元软件对其进行静力学仿真分析与对比。结果表明:以微分运动学矢量连续映射关系为拓扑优化设计条件,所得出的平面两自由度全柔顺并联机构与传统同构型并联机构具有相同的微分运动特性。
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关键词
平面两自由度全柔顺并联机构
连续映射
拓扑优化
SIMP模型
OC算法
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Keywords
2-dof full compliant planar mechanism
continuous mapping
OC algorithm
SIMP model
topology optimization
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分类号
TH112
[机械工程—机械设计及理论]
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