【摘 要】
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针对舰载设备在工作时处于同时承受低频高幅振动和高频低幅振动的环境,本文研究了面向舰载设备的并联稳定隔振平台,该平台用于隔离舰船船体与舰载设备的刚性连接,保证舰载设
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针对舰载设备在工作时处于同时承受低频高幅振动和高频低幅振动的环境,本文研究了面向舰载设备的并联稳定隔振平台,该平台用于隔离舰船船体与舰载设备的刚性连接,保证舰载设备内工作人员和精密物品的安全。针对舰载设备被动隔振需求,综合出几种少自由度并联机构,通过方案对比最终选择4-RPC机构作为多维隔振单元构型。该机构的特点是分支移动副和圆柱副可方便布置隔振器,并且由于机构有冗余分支,作为隔振使用承受负载能力可以大大提高。然后采用约束螺旋法对4-RPC并联机构的自由度进行分析,得到机构的自由度性质。基于多维隔振单元构型,结合经典Stewart平台,进行舰载稳定平台隔振系统的构型综合。根据机构主动隔振部分是否有上、下平台的原则,综合出并(串-串)、并-并(串)或并(串)-并、并-并-并三类构型。然后改变多维隔振单元的布置方式和数目,在每类构型中又综合出几种衍生机构,并对每个机构的自由度性质进行讨论。对多维隔振单元的运动学进行分析,对多维隔振单元构型4-RPC的位置正、反解进行分析,利用反解搜索法得到4-RPC机构的可达工作空间。采用虚设机构法对机构的速度映射关系、加速度映射关系进行分析,并分别对运动学分析结论进行数值算例验证。对多维隔振单元的动力学进行分析,利用拉格朗日方程对单自由度系统、平面并联机构系统分析时的便捷,得到基于拉格朗日方程的多维隔振单元系统振动微分方程组,并通过四阶Runge-Kutta法对方程组进行数值分析,得到系统受迫振动下时域内的响应曲线和频域内的固有频率、振型等参数,然后分析了刚度系数、阻尼系数对系统影响的影响。通过分析舰载稳定平台隔振系统构型,选择其中两种具有典型代表的简化机构Us-6_UPS和6_UeUPS进行机构学分析,并对两种典型简化机构进行振动仿真,通过对比对系统的隔振性能进行优化。
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