基于仿生學的免裝配柔性夾鉗設計方法研究.pdf

1、免裝配設計具有簡化結(jié)構、減小體積和質(zhì)量、無需裝配等諸多優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。3D打印技術的興起為免裝配設計帶來了新的發(fā)展機遇，免裝配設計理論與方法研究顯得更為迫切。本文提出了免裝配柔性機構的型綜合方法，研究了基于變密度法的柔性機構拓撲優(yōu)化技術，利用基于拓撲結(jié)構優(yōu)化的免裝配設計方法和基于剛性機構柔性化的免裝配設計方法對柔性夾鉗進行了免裝配設計。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）對柔性機構的型綜合方法進行了研究。針對運動副、運動

2、鏈及機構進行了免裝配設計。按照剛性運動副的五級劃分，將每一級的剛性運動副轉(zhuǎn)化為相應的柔性鉸鏈。在此基礎上提出了兩種免裝配柔性機構型綜合方法。
　?。?）研究了變密度法拓撲優(yōu)化技術。建立了拓撲優(yōu)化模型，采用了SIMP法、RAMP法和“四舍五入”法三種變密度法拓撲優(yōu)化方法對算例模型進行了求解，比較了三種方法的優(yōu)缺點，為二維柔性夾鉗的設計提供了理論依據(jù)。
　　（3）設計了一種二維免裝配柔性夾鉗。采用變密度法對二維柔性夾鉗進行了拓撲

3、結(jié)構設計，然后用經(jīng)驗法重構模型并進行了力學性能分析，驗證了柔性夾鉗設計結(jié)果的有效性。對重要參數(shù)進行了分析，說明了將免裝配設計與拓撲優(yōu)化結(jié)合起來是切實可行的。
　　（4）設計了一種三維免裝配柔性夾鉗。采用滑塊搖桿機構為原型，計算了各桿件尺寸及位置，采用經(jīng)驗法將機構中的運動副轉(zhuǎn)化為柔性鉸鏈。對三維柔性夾鉗的模型進行了力學性能仿真和運動過程分析，研究結(jié)果表明本文所提出的三維免裝配機構設計的思路是切實可行的。
　　論文結(jié)合免裝配設計