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基于碳纤维与铝合金的轻型机械臂混合结构设计方法研究

中文摘要第4-5页
Abstract第5-6页
第一章 绪论第9-18页
    1.1 研究背景及意义第9-10页
    1.2 国内外机械臂的轻量化研究现状第10-16页
        1.2.1 驱动系统轻量化第10-12页
        1.2.2 结构轻量化第12-14页
        1.2.3 材料轻量化第14-16页
    1.3 课题来源、拟解决的关键问题第16-17页
        1.3.1 课题来源第16页
        1.3.2 拟解决的关键问题第16-17页
    1.4 主要研究内容第17-18页
第二章 机械臂整体设计方案与混合结构确立第18-32页
    2.1 机械臂设计指标第18页
    2.2 机械臂构型设计第18-19页
    2.3 混合结构机械臂整体设计方案第19-30页
        2.3.1 材料选择方案第19-20页
        2.3.2 连杆设计方案第20-21页
        2.3.3 关节壳设计方案第21-29页
        2.3.4 关节驱动系统设计方案第29页
        2.3.5 混合结构确立与连接方案第29-30页
    2.4 混合结构机械臂的轻量化实现第30-31页
    2.5 本章小结第31-32页
第三章 机械臂数学模型及混合结构分析第32-46页
    3.1 机械臂运动学第32-36页
        3.1.1 机械臂位姿描述第32-33页
        3.1.2 D-H参数法第33-36页
    3.2 机械臂动力学第36页
    3.3 整体有限元分析模型第36-38页
    3.4 混合结构层压板力学分析第38-43页
        3.4.1 层压板本构第38-41页
        3.4.2 层压板失效准则第41-42页
        3.4.3 渐进损伤分析第42-43页
    3.5 混合结构胶层分析第43-45页
    3.6 本章小结第45-46页
第四章 机械臂混合结构轻量化设计第46-76页
    4.1 混合结构机械臂初始模型第46-47页
    4.2 混合结构机械臂优化模型第47-52页
        4.2.1 设计变量的选取第47-49页
        4.2.2 约束条件的确定第49-50页
        4.2.3 目标函数与优化数学模型确立第50-52页
    4.3 ABAQUS 二次开发建模和分析第52-53页
    4.4 基于 modeFRONTIER 优化流程实现第53-55页
    4.5 四自由度混合结构机械臂算例第55-65页
        4.5.1 连杆长度确定第55-57页
        4.5.2 驱动系统参数确定第57-59页
        4.5.3 优化模型确定和有限元模型建立第59-62页
        4.5.4 优化结果分析第62-65页
    4.6 关节驱动能力校验第65-70页
    4.7 连杆渐进失效分析及校验第70-75页
        4.7.1 用户子程序算例验证第71-73页
        4.7.2 上臂失效校验第73-75页
    4.8 本章小结第75-76页
第五章 混合结构机械臂系统实验测试第76-93页
    5.1 混合结构机械臂系统搭建第76-78页
        5.1.1 样机制造第76-77页
        5.1.2 控制平台构建第77-78页
    5.2 混合结构机械臂静态性能测试第78-80页
        5.2.1 性能指标选择第78页
        5.2.2 静刚度测试第78-80页
    5.3 混合结构机械臂动态性能测试第80-92页
        5.3.1 机械臂本体模态分析第80-84页
        5.3.2 机械臂末端振动测量第84-86页
        5.3.3 机械臂动力参数测量第86-88页
        5.3.4 关节温度分析验证第88-92页
    5.4 本章小结第92-93页
第六章 总结和展望第93-95页
    6.1 全文总结第93-94页
    6.2 研究的不足与展望第94-95页
致谢第95-96页
参考文献第96-100页
在攻读硕士学位期间获得的科研成果第100页

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