平面整体式三自由度全柔顺并联机构拓扑优化构型设计及振动频率分析

摘要：

通过建立并联原型机构的微分雅克比矩阵方程，实现平面整体式三自由度全柔顺并联机构与并联原型机构之间的矢量同构映射。在此基础上，建立平面整体式3－PRR 型全柔顺并联机构 SIMP（Solid Isotropic Microstructure with Penalization Method）拓扑优化模型，并采用优化准则算法，结合矢量同构映射方程，进行了平面整体式3－PRR 型全柔顺并联机构同构构型设计，通过应力分布和前四阶振动固有频率仿真对比研究表明：所采取的拓扑优化设计方法使平面整体式全柔顺并联机构具有一定的均布刚度和较好的振动抑制性能，且对其振动频率的分析可为机构尺寸优化及振型优化提供了重要的依据。同时，微运动特性的仿真表明其与传统并联原型机构之间的运动学同构性一致。该结果对平面整体式全柔顺并联机构的构型拓扑优化设计有实际意义。

关键词：平面整体式三自由度全柔顺并联机构、微分矢量同构映射、拓扑优化、振动固有频率

分类号：TH11

资助基金：国家自然科学基金资助项目51165009；江西省自然科学基金重点项目20142BAB206019；中国博士后科学基金2013M541874

在线出版日期：2016-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：27-33,40