机械工程学报

作者：杨超, 黄风立, 叶伟, 陈巧红

单位：1. 嘉兴学院机电工程学院 嘉兴 314001;2. 浙江理工大学机电产品可靠性分析与测试国家地方联合工程研究中心 杭州 310018;3. 浙江理工大学计算机科学与技术学院 杭州 310018

关键词：并联机构,弹性动力学,全局独立广义位移坐标,拉格朗日方程；

基金：国家自然科学基金(52275036)和嘉兴市科技局重点研发计划(2020BZ10004)资助项目。

运用全局独立广义位移坐标和拉格朗日方程研究了具有2R1T三自由度的2PRU-UPR过约束并联机构的动力学性能。首先，将连杆划分为一定数量的梁单元，建立每一个单元的动力学控制方程，基于拉格朗日方程建立连杆的动力学控制方程；其次，基于多点约束单元理论与映射矩阵的奇异性分析建立物体与物体以及物体与基座连接点的一组独立位移坐标，结合关节连接点的独立位移坐标与内部节点位移坐标得到机构的全局独立广义位移坐标；再次，结合拉格朗日方程和全局独立广义位移坐标得到机构的总体动力学控制方程；与ANSYS Workbench软件建立的有限元模型结果对比发现自然频率最大误差在3.6%之内。最后对比分析了自然频率求解子空间迭代方法、静态缩聚法和动态缩聚法的计算精度和计算成本。该方法同样适用于其他并联和串联机构。

来源：2023年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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