1、風洞分離試驗外掛物驅(qū)動機構特性分析重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：沈敏圣指導教師：謝志江教授專業(yè)：機械設計及理論學科門類：工學重慶大學機械工程學院二O一三年六月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要在風洞分離試驗中，需要一個外掛物模型驅(qū)動機構，對模型進行六個自由度的各種姿態(tài)的調(diào)整。外掛物驅(qū)動機構要求在有限的空間位置內(nèi)，能提供較大的模型姿態(tài)調(diào)整能力，同時滿足高精度、高速度的要求，并具有較小的風場阻塞度。根據(jù)國內(nèi)風洞發(fā)展需要，設計了一

2、個能滿足上述要求的外掛物驅(qū)動機構，此機構為一六自由度全解耦串聯(lián)機構。論文對風洞及風洞試驗的背景和發(fā)展情況進行了介紹，明確了外掛物驅(qū)動機構的重要作用，并介紹了國內(nèi)外現(xiàn)有六自由度模型姿態(tài)調(diào)整機構的研究現(xiàn)狀。從運動形式上來說，一般有兩種實現(xiàn)類型：一種是六個自由度的運動保持相互獨立，另一種六自由度機構是由兩個以上部件的回轉(zhuǎn)約束組合變化來提供六個自由度的運動。論文比較了現(xiàn)有的串聯(lián)機構和并聯(lián)機構，創(chuàng)新設計了一種六自由度全解耦串聯(lián)機構，并在機構阻塞度

3、、機構靜態(tài)特性和動態(tài)特性等方面做了如下研究。①機構結構設計。建立了機構的三維模型，介紹了機構的三個組成部分與實現(xiàn)方式，畫出了機構簡圖，計算了機構的自由度。利用機構六個自由度全解耦的特點，采用解析的方法導出了機構六個輸入的位置逆解方程并驗證了其正確性，為機構的控制提供了理論依據(jù)。②機構靜態(tài)特性分析。將機構的模型導入到Ansyswkbench中進行靜力學分析，得到機構的受力變形情況，通過機構角位移變形判斷機構靜態(tài)特性的優(yōu)劣，為進一步的機構優(yōu)

4、化提供依據(jù)。③機構風場阻塞度分析。利用Matlab軟件對機構的風場阻塞度進行了計算驗證，得到機構阻塞度隨模型位姿變化的趨勢。綜合角位移變形和阻塞度兩個性能指標，判斷機構具有良好的靜態(tài)特性，滿足設計要求。④機構動態(tài)特性分析。根據(jù)機構動態(tài)分析的理論基礎，運用Ansyswkbench軟件對機構進行了模態(tài)、諧響應、瞬態(tài)三個方面的分析，得到了風洞試驗時需要避免的各階頻率和周期載荷，以及機構的動態(tài)響應穩(wěn)定時間，驗證了機構良好的動態(tài)特性。關鍵詞：關鍵