機(jī)械開題報(bào)告模板范文「樣本分享」

機(jī)械開題報(bào)告模板范文

一、選題依據(jù)

1.設(shè)計(jì)(論文)課題來(lái)源

2.設(shè)計(jì)(論文)目的

通過(guò)本課題的研究將建立一套并聯(lián)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性研究的理論及仿真方法體系，為平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用提供可靠的理論依據(jù)。

3. 設(shè)計(jì)意義

汽車懸架系統(tǒng)是保證汽車平順性的一個(gè)重要組成，同時(shí)它也對(duì)汽車的安全性、操縱穩(wěn)定性、通過(guò)性、燃油經(jīng)濟(jì)性等多項(xiàng)性能都有影響。在動(dòng)態(tài)行駛狀況下，懸架性能參數(shù)（如剛度、阻尼和非懸掛質(zhì)量）直接決定著汽車車輪與路面之間的附著狀況。動(dòng)態(tài)附著狀態(tài)的好壞則直接影響汽車行駛安全性，所以, 對(duì)懸架性能的檢測(cè)至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，要將某種先進(jìn)的懸架系統(tǒng)應(yīng)用于汽車上，提高懸架系統(tǒng)的適應(yīng)能力，保持最佳性能，就必須經(jīng)過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證；在使用過(guò)程中，也必須對(duì)汽車定期進(jìn)行懸架性能的檢測(cè)，確保汽車懸架系統(tǒng)的主要構(gòu)件(彈簧、減振器及導(dǎo)向裝置)的性能滿足使用要求。車用六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以應(yīng)用于汽車懸架和輪胎等汽車構(gòu)件的性能檢測(cè)。此六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的主體部分是stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它可以在空間六個(gè)自由度上做任意單自由度的運(yùn)動(dòng)及任意幾個(gè)自由度的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，既可產(chǎn)生高頻響的快速運(yùn)動(dòng)，又可實(shí)現(xiàn)低速下的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，因此可以模擬汽車在實(shí)際道路上行駛時(shí)受到的各種振動(dòng)工況，此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可用于精確測(cè)量。為了保證此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能夠并精確地、高質(zhì)量地完成測(cè)量任務(wù)，本課題將對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真分析，并研究其工作空間，為平臺(tái)的工作提供理論依據(jù)。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的目的是考察系統(tǒng)的速度和加速度特性，為后續(xù)分析奠定基礎(chǔ)；動(dòng)力學(xué)分析是為了研究動(dòng)平臺(tái)所提供的力（或動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律）與各軸驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系，為平臺(tái)的工作提供理論依據(jù)；對(duì)工作空間進(jìn)行研究的目的是保證平臺(tái)正常工作和最大限度地利用工作空間，評(píng)價(jià)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)位姿的能力。綜上所述，本課題的研究是很有必要的，具有重要的理論及應(yīng)用價(jià)值。本課題將建立一套并聯(lián)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性的理論及仿真方法體系，為此類平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用奠定了的理論基礎(chǔ)，具有理論意義與創(chuàng)新性。

4.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由于能夠模擬空間運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),近年來(lái)在飛機(jī)、艦船、潛艇、汽車等多類高等級(jí)模擬器中得到廣泛應(yīng)用，許多學(xué)者對(duì)這種機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究。縱觀并聯(lián)stewart機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)，可以清楚地看到:有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的研究比較多，相對(duì)也比較成熟，對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)正解來(lái)說(shuō)，一般的stewart平臺(tái)型機(jī)構(gòu)還無(wú)法得到可以實(shí)際應(yīng)用的解析表達(dá)，人們?cè)趯?shí)際控制中大多采用數(shù)值解法，但這種方法卻無(wú)法保證一定能搜索到滿意的解，或者算法不穩(wěn)定，或者過(guò)分依賴于初值，計(jì)算時(shí)間通常無(wú)法預(yù)測(cè)，因此仍需要尋求一種有效的數(shù)值解法；相對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)來(lái)說(shuō)，對(duì)動(dòng)力學(xué)研究地較少，這部分的工作尚未徹底進(jìn)行，由于基于剛體動(dòng)力學(xué)的建模過(guò)程十分復(fù)雜，如何有效消除關(guān)節(jié)處的內(nèi)部作用力、建立主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)間的簡(jiǎn)潔關(guān)系式并開發(fā)出相應(yīng)的高效算法還有待于進(jìn)一步研究；對(duì)于工作空間分析,從收集的文獻(xiàn)來(lái)看，有了一定的成果，大部分學(xué)者研究了其定姿態(tài)工作空間，對(duì)動(dòng)姿態(tài)工作空間研究的相對(duì)較少，另外，還缺少一種高效率、高精度的數(shù)值解法。

5.發(fā)展趨勢(shì)

并聯(lián)機(jī)構(gòu)在21世紀(jì)有著廣闊的發(fā)展前景，這類機(jī)構(gòu)將越來(lái)越多地應(yīng)用于各類運(yùn)動(dòng)仿真及高精度數(shù)控加工中，對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究將越來(lái)越深入。從運(yùn)動(dòng)學(xué)方面來(lái)說(shuō)，將加強(qiáng)位置正解的研究,尋求高效率、高精度的數(shù)值解法和通用的解析算法。從動(dòng)力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)的角度出發(fā)，發(fā)展趨勢(shì)是：根據(jù)并聯(lián)機(jī)床的實(shí)際構(gòu)型、動(dòng)態(tài)特性和加工性能要求，進(jìn)一步合理簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型并尋求出相應(yīng)的高效算法。對(duì)于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間，將對(duì)基于位置正解的并聯(lián)機(jī)器人工作空間分析做深入研究，尋求出一種簡(jiǎn)單有效的求解工作空間的解析建模方法和計(jì)算方法，并提出一種詳盡而又易于使用的工作空間的描述方法。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越廣泛，它將在機(jī)器人、航空航天、水下作業(yè)、醫(yī)療、包裝、裝配、短距離運(yùn)輸?shù)仍S多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

本課題的側(cè)重點(diǎn)在于，以車用六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為對(duì)象，從軟件仿真和理論分析兩方面來(lái)研究并聯(lián)平臺(tái)的特性，為應(yīng)用并聯(lián)平臺(tái)進(jìn)行汽車輪胎試驗(yàn)、懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)特性試驗(yàn)提供理論依據(jù)。具體內(nèi)容如下：

1.運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

對(duì)平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解的求解，包括位姿﹑速度和加速度。并運(yùn)用adams軟件進(jìn)行仿真分析。

2.工作空間分析

對(duì)平臺(tái)的工作空間進(jìn)行分析，在已知尺度參數(shù)和主動(dòng)關(guān)節(jié)變量變化范圍條件下，求出其工作空間，評(píng)價(jià)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)位姿的能力。

3.動(dòng)力學(xué)分析

分析總結(jié)lagrange方法、newton-euler方法、kane方法、虛功原理方法和d’alemdert原理方法等各種傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選用一種方法建立運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行計(jì)算，分析動(dòng)平臺(tái)所受阻力與各軸驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系。用adams軟件進(jìn)行仿真，研究其動(dòng)力學(xué)性能。

三、設(shè)計(jì)方案

1.對(duì)車用六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。分析平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究其構(gòu)成原理及運(yùn)動(dòng)原理，為以后的建模計(jì)算提供可靠的依據(jù)。

2.運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。利用位移矩陣法進(jìn)行平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，求出運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的解析解和運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的數(shù)值解。用adams軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，研究平臺(tái)的速度和加速度特性。

3.工作空間分析。在上述運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，用極坐標(biāo)搜索法研究六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)工作空間分布。

4.動(dòng)力學(xué)建模計(jì)算。比較各種建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)，在本課題中，擬采用d’alembert原理方法建立動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上分析特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律下動(dòng)平臺(tái)的受力狀況與驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系，并用adams軟件進(jìn)行仿真。在此過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合分析結(jié)果，對(duì)動(dòng)力學(xué)模型不斷完善，以期得到比較理想的動(dòng)力學(xué)模型。

5.工作總結(jié)與改進(jìn)。分析所采用的方法是否簡(jiǎn)潔高效，所建立的動(dòng)力學(xué)模型是否符合實(shí)際，所得到的結(jié)果是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)整個(gè)研究過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，得到一套完整的并聯(lián)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性研究的理論及仿真方法體系。