基于ADAMS的空间四杆机构参数化建模分析优化系统研发

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在机械设计中空间四杆机构以其外形结构紧凑、结构简单和运动形式多样等优点而被广泛的应用。但对其进行分析研究需要较强的立体空间感,以及相对复杂的设计计算公式和对众多参数及其变化的充分理解,因此对空间四杆机构进行参数化、程序化的设计研究,对提高其设计效率具有非常重要的意义。ADAMS是近年来一款广泛应用于机械行业虚拟样机分析和优化的软件,相比UG和SolidWorks等软件,它在空间机构的运动和动力学分析,以及设计优化方面具有更加方便快捷、仿真清晰的特色。利用ADAMS对空间四杆机构的参数化建模、仿真分析和优化技术方面的研究,目前国内外还较少。在这种背景下我们提出了“基于ADAMS的空间四杆机构参数化建模分析优化系统研发”的课题。本课题主要完成了以下研究内容:(1)论述了当前国内外空间四杆机构的研究现状及发展趋势,确定了空间四杆机构参数化建模方案;(2)选定了RSSR、RRRR和RSSP三种空间四杆机构,运用经典的解析法对其进行了运动学分析,并得出三种机构的运动解析式;通过三种空间四杆机构的空间运动形式及其几何构图的研究,确定了三种机构曲柄存在条件的表达式;(3)创建空间四杆机构关键点的位置方程,运用MATLAB软件计算出关键点的三维坐标表达式;(4)利用ADAMS软件参数化编程技术,将空间四杆机构关键点参数化,由此构建其三维参数化模型;(5)对ADAMS软件二次开发技术进行研究,创建了空间四杆机构建模分析优化系统界面,实现了三种空间四杆机构的快速建模、机构运动类型的判定以及机构的分析优化等。本文运用ADAMS软件及其二次开发技术,开发了空间四杆机构参数化建模分析优化系统,可以明显缩短空间四杆机构的设计研发周期,极大地提高其设计效率,具有良好的实用性,对利用ADAMS软件解决空间杆机构的参数化、自动化、直观化设计问题具有积极的探索和借鉴意义。
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