CN109710957B - 多连杆铰接刚度优化方法及系统 - Google Patents

多连杆铰接刚度优化方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多连杆铰接刚度优化方法及系统,包括:根据对多连杆铰链预设的刚度要求,采用一维单元建立多连杆铰链刚度的优化模型;根据多连杆铰链的运动,确定优化模型的约束条件并对其施加约束条件;通过优化模型进行优化分析,确认优化模型最大的模拟刚度值及在模拟刚度值最大时优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。本发明提供方法采用一维单元进行建模,通过约束步骤中对优化模型施加约束条件,结合了工程实际中各连杆的运动情况,在考虑铰链的运动情况基础上结合铰链的刚度,对其进行优化分析,以便实现机构运动与结构性能的同步仿真与优化,通过分析结果直接指导设计,解决设计成本及周期长的问题。

Description

多连杆铰接刚度优化方法及系统
技术领域
本发明涉及多连杆铰接技术领域,具体而言,涉及一种多连杆铰接刚度优化方法及系统。
背景技术
目前,由于布置空间等问题,部分机舱盖、行李箱盖采用多连杆铰链。与单轴铰链或弯臂铰链相比,多连杆铰链有以下特点:
1、存在多个转动轴,运动形式更复杂;
2、结构稳定性较弱。
复杂机构的运动会对多连杆铰链的刚度性能产生影响,因此多连杆铰链的仿真与优化是一个需要综合考虑机构运动与弹性体结构的复杂问题,需要在铰链的设计过程中考虑铰链的转动轴位置对刚度性能的影响。
现有设计工程师对多连杆进行优化分析时存在以下问题:一方面,设计工程师只对多连杆铰链的运动轨迹等进行校核,在布置多连杆的转动轴时不会考虑其对刚度的影响;另一方面,传统仿真分析只将铰链作为弹性体考虑,不会考察铰链的运动情况。因此,多连杆铰链的结构性能与机构运动的设计与分析处于分离的状态,设计工程师与仿真工程师需要反复交流与讨论,不断试错,故多连杆铰接设计的成本高,设计周期长,影响相关设备的设计。
发明内容
鉴于此,本发明提出了一种多连杆铰接刚度优化方法及系统,旨在解决现有多连杆铰接设计成本高周期长的问题。
一方面,本发明提出了一种多连杆铰接刚度优化方法,该方法包括:建模步骤,根据对多连杆铰链预设的刚度要求,采用一维单元建立多连杆铰链刚度的优化模型;约束步骤,根据所述多连杆铰链的运动,确定所述优化模型的约束条件并对其施加所述约束条件;分析步骤,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
进一步地,上述多连杆铰接刚度优化方法,在所述约束步骤中采用自由尺寸优化的方式进行约束条件的施加。
进一步地,上述多连杆铰接刚度优化方法,所述约束步骤包括:确认目标子步骤,通过对所述多连杆铰链进行刚度分析,确认所述优化模型的模拟刚度值为优化分析的目标函数并对其进行定义;确认变量子步骤,通过对所述多连杆铰链进行运动分析,确定各所述模拟连杆转轴位置的变化量为优化分析的设计变量并对其进行建立;施加约束子步骤,根据对所述多连杆铰链进行的运动分析,确定各所述模拟连杆转轴位置的变化方向及其沿该方向运动的最大范围为优化设计的设计约束并对所述优化模型施加所述设计约束。
进一步地,上述多连杆铰接刚度优化方法,所述分析步骤包括:优化子步骤,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,实时记录所述优化模型运动过程中所述优化模型的实时模拟刚度值;确认子步骤,根据所述实时模拟刚度值确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
进一步地,上述多连杆铰接刚度优化方法,在所述优化子步骤中,通过等值线和颜色渐变的方式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值;和/或,通过图形曲线形式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值。
进一步地,上述多连杆铰接刚度优化方法,在所述分析步骤之后还包括:校核步骤,根据所述分析步骤确认的模拟变化量对所述优化模型进行再次优化分析,确认所述优化模型最大的准确模拟刚度值及所述准确模拟刚度值最大时各所述模拟连杆转轴位置的准确模拟变化量。
本发明提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过建模步骤中采用一维单元进行建模,二维单元和三维单元相比,一维单元可确保优化模型中各模拟连杆转轴位置的运动性,以便优化分析时可综合考虑多连杆铰链的运动及其刚度,进而提高其优化分析的周期;通过约束步骤中对优化模型施加约束条件,结合了工程实际中各连杆的运动情况,与将铰链作为弹性体分析相比,充分考虑了各连杆的运动情况;通过分析步骤中在考虑铰链的运动情况基础上结合铰链的刚度,对其进行优化分析,以便实现机构运动与结构性能的同步仿真与优化,通过分析结果直接指导设计,解决设计成本及周期长的问题。
优选地,本发明提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过校核步骤可以对分析步骤的优化分析进行再次校核,以便对优化模型进行再次优化分析,进而提供该优化方法刚度优化的准确性,进而进一步降低该优化设计的设计成本及设计周期。
进一步地,本发明提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过自由尺寸优化对优化模型进行约束,自由尺寸优化设计与其他优化设计例如拓扑优化相比,设计变量能够在最小值和最大值之间连续变化,既具有拓扑优化设计的功能即在两个极限值中的离散变量变化,又能优化出连续的参数分布,以便进一步提高对多连杆铰链刚度设计的优化,进而进一步降低优化设计的周期和成本。
另一方面,本发明提出了多连杆铰接刚度优化系统,所述系统包括:建模模块,根据对多连杆铰链预设的刚度要求,采用一维单元建立所述多连杆铰链的优化模型;约束模块,根据所述多连杆铰链的运动,对所述优化模型施加约束条件;分析模块,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
进一步地,本发明提供的多连杆铰接刚度优化系统,所述约束模块采用自由尺寸优化的方式进行约束条件的施加。
进一步地,本发明提供的多连杆铰接刚度优化系统,所述约束模块包括:确认目标子模块,通过对所述多连杆铰链进行刚度分析,确认所述优化模型的模拟刚度值为优化分析的目标函数并对其进行定义;确认变量子模块,通过对所述多连杆铰链进行运动分析,确定各所述模拟连杆转轴位置的变化量为优化分析的设计变量并对其进行建立;施加约束子模块,根据对所述多连杆铰链进行的运动分析,确定各所述模拟连杆转轴位置的变化方向及其沿该方向运动的最大范围为优化设计的设计约束并对所述优化模型施加所述设计约束。
进一步地,本发明提供的多连杆铰接刚度优化系统,所述分析模块包括:优化子模块,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,实时记录所述优化模型运动过程中所述优化模型的实时模拟刚度值;确认子模块,根据所述实时模拟刚度值确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
进一步地,本发明提供的多连杆铰接刚度优化系统,在所述优化子模块中,通过等值线和颜色渐变的方式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值;和/或,通过图形曲线形式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值。
进一步地,本发明提供的多连杆铰接刚度优化系统,所述系统还包括:校核模块,根据所述分析模块确认的模拟变化量对所述优化模型进行再次优化分析,确认所述优化模型最大的准确模拟刚度值及所述准确模拟刚度值最大时各所述模拟连杆转轴位置的准确模拟变化量。
由于方法实施例具有上述效果,所以该系统实施例也具有相应的技术效果。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明实施例提供的多连杆铰接刚度优化方法的结构框图;
图2为本发明实施例提供的多连杆铰链的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的多连杆铰链的一维单元优化模型的示意图;
图4为本发明实施例提供的多连杆铰接的一维单元优化模型的运动分析示意图;
图5为本发明实施例提供的约束步骤的流程示意图;
图6为本发明实施例提供的分析步骤的流程示意图;
图7为本发明实施例提供的多连杆铰链刚度优化系统的结构框图;
图8为本发明实施例提供的约束模块的结构框图;
图9为本发明实施例提供的分析模块的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
方法实施例:
参见图1,其为本发明实施例提供的多连杆铰接刚度优化方法的流程示意图,该方法包括如下步骤:
建模步骤S1,根据多连杆铰链预设的刚度要求,采用一维单元建立多连杆铰链的优化模型。
具体而言,首先,确认多连杆铰链预设的刚度要求,其中预设的刚度要求可以根据实际工程中对多连杆铰链的需要确定,本实施例中对其不做任何限定;然后,根据多连杆铰链预设的刚度要求,设计确定多连杆铰链中各连杆的结构及各连杆之间的相对位置关系等(如图2所示);然后,根据多连杆铰链的结构,采用一维单元建立多连杆铰链的一维单元的优化模型(如图3所示);优选地,可通过相关分析软件进行优化模型的建立。
约束步骤S2,根据多连杆铰链的运动,对建模步骤S1中建立的优化模型施加约束条件。
具体而言,本领域技术人员所熟知的是,理论上,各连杆的位置可以沿着铰链平面内任意方向移动,例如以一个连杆为例进行详细说明:第一连杆1可以沿图4所示的A、B和C中任一个方向移动;但在工程实际中,考虑运动校核、设计准则等,各连杆的设计空间一般只能限制为一个方向例如第一连杆1只能限制为沿如图4所示的C方向移动;该第一连杆1在C方向上的位置变化量也有一定范围,如图4中的[-b, +a]所示。故需要对各连杆进行分析确认其约束条件,如上第一连杆1的约束条件为其运动方向为C及其在该运动方向上运动范围为[-b, +a];首先,根据多连杆铰接应用的机构及其实际运动形式,对多连杆铰接进行运动模拟,以便确认多连杆铰链运动过程中各连杆的运动情况;然后,根据各连杆的运动情况,确定建模步骤S1中建立的优化模型的约束条件;最后,根据确定的约束条件,对建模步骤S1中建立的优化模型施加对应的约束条件以便建立多连杆铰链性能的运动优化模型。
分析步骤S3,通过对约束步骤S2中约束后的优化模型进行优化分析,确认优化模型最大的模拟刚度值及在模拟刚度值最大时优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
具体而言,首先,在约束步骤S2中对优化模型施加约束条件后,通过对优化模型进行优化分析以便确定优化模型的最大模拟刚度值;然后,根据优化模型的最大模拟刚度值,确认优化模型的模拟刚度最大时优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量;模拟变化量包括:模拟连杆的模拟运动方向及其在该方向运动的范围;其中各模拟连杆转轴位置为任意两个相连接的模拟连杆的连接位置(如图3所示的四个黑点位置)。
校核步骤S4,根据分析步骤S3确认的模拟变化量对优化模型进行再次优化分析,确认优化模型最大的准确模拟刚度值及准确模拟刚度值最大时各模拟连杆转轴位置的准确模拟变化量。
具体而言,首先,对分析步骤S3确认的各模拟连杆的模拟变化量进行分析,确认各模拟连杆的准确约束条件;然后,对优化模型施加的约束条件进行修改以便更改为准确约束条件;最后,对修改约束后的优化模型进行再次优化分析,以便确认优化模型最大的准确模拟刚度值及准确模拟刚度值最大时各模拟连杆转轴位置的准确模拟变化量。
显然可以得到的是,本实施例中提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过建模步骤S1中采用一维单元进行建模,二维单元和三维单元相比,一维单元可确保优化模型中各模拟连杆转轴位置的运动性,以便优化分析时可综合考虑多连杆铰链的运动及其刚度,进而提高其优化分析的周期;通过约束步骤S2中对优化模型施加约束条件,结合了工程实际中各连杆的运动情况,与将铰链作为弹性体分析相比,充分考虑了各连杆的运动情况;通过分析步骤S3中在考虑铰链的运动情况基础上结合铰链的刚度,对其进行优化分析,以便实现机构运动与结构性能的同步仿真与优化,通过分析结果直接指导设计,解决设计成本及周期长的问题。
优选地,本实施例中提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过校核步骤S4可以对分析步骤的优化分析进行再次校核,以便对优化模型进行再次优化分析,进而提供该优化方法刚度优化的准确性,进而进一步降低该优化设计的设计成本及设计周期。
在上述实施例中,在约束步骤S2约束步骤采用自由尺寸优化设计的思想进行约束条件的施加。
具体而言,约束步骤S2中应用的自由尺寸优化的原理为:优化,即在设计约束允许的范围内,通过改变设计变量,实现预设的目标函数。一个优化问题的模型包括:目标函数——通过优化实现什么目标,需要简化为最小值问题;设计变量——通过改变模型中的哪些变量,来实现目标函数;设计约束——设计变量的约束条件,即在设计变量变化的过程中,哪些条件是必须满足的例如工程中的设计准则、加工工艺、成本限制等,本实施例中采用自由尺寸优化的思想对优化模型进行约束条件的施加,以便对其进行优化设计。
显然可以得到的是,本实施例中提供的约束步骤通过自由尺寸优化对优化模型进行约束,自由尺寸优化设计与其他优化设计例如拓扑优化相比,设计变量能够在最小值和最大值之间连续变化,既具有拓扑优化设计的功能即在两个极限值中的离散变量变化,又能优化出连续的参数分布,以便进一步提高对多连杆铰链刚度设计的优化,进而进一步降低优化设计的周期和成本。
参见图5,其为本发明实施例提供的约束步骤的流程示意图,在本实施例中,约束步骤S2通过如下子步骤通过自由尺寸优化的思想实现约束条件的加载,其子步骤具体为:
确认目标子步骤S21,通过对多连杆铰链进行刚度分析,确认并定义优化分析的目标函数。
具体而言,首先,对多连杆铰链进行刚度分析;然后,根据刚度分析确认优化分析的目标函数;最后,通过对优化模型的目标函数进行定义;根据多连杆铰链的运动形式(即各连杆的布置)对其刚度性能有很大影响,因此通过对各连杆的位置进行优化,可以实现更优的刚度性能,故优选地,目标函数为优化模型的模拟刚度值,以便实现更优的刚度性能。
确认变量子步骤S22,通过对多连杆铰链进行运动分析,确定并建立优化分析的设计变量。
具体而言,首先,对多连杆铰接应用的机构进行运动分析,以便得到多连杆铰接的运动形式;然后,根据多连杆铰链的运动形式,以确认优化设计的设计变量即各模拟连杆转轴位置的变化量;实际优化设计时,可以设置多个设计变量,以便多个连杆的位置可以同步优化。
施加约束子步骤S23,根据对多连杆铰链进行的运动分析,确定各模拟连杆转轴位置的变化方向及其沿该方向运动的最大范围为优化设计的设计约束并对优化模型施加设计约束。
具体而言,首先,根据确认目标子步骤S21确定的目标函数及确认变量子步骤S22中确定的设计变量,同时结合对多连杆铰链的运动和结构分析,确定优化设计的设计约束为各模拟连杆转轴位置的变化方向及其沿该方向运动的最大范围;然后,对优化模型施加设计约束以便限定各模拟连杆的运动;在对优化模型施加设计约束以便约束各模拟连杆的边界条件进而限定其运动。
显然可以得到的是,本实施例中提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过确定优化分析的目标函数、设计变量和设计约束,实现通过自由尺寸优化的思想完成多连杆铰链的优化设计。
参见图6,其为本发明实施例提供的分析步骤的流程示意图,分析步骤S3包括如下子步骤:
优化子步骤S31,通过对约束后的优化模型进行优化分析,实时记录优化模型运动过程中优化模型的实时模拟刚度值。
具体而言,对约束步骤S2中施加约束条件后的优化模型进行优化分析,实时记录优化模型运动过程中优化模型的实时模拟刚度值;为便于观察优化模型的实时模拟刚度值,优选地,可通过等值线和颜色渐变的方式记录优化模型运动过程中的模拟刚度,和/或,通过图形曲线形式输出优化模型运动过程中的模拟刚度;当然也可以通过表格和WORD 的形式输出详细的模拟刚度报告,以便清晰地了解优化模型的模拟刚度变化。
确认子步骤S32,根据实时模拟刚度值确认优化模型最大的模拟刚度值及在模拟刚度值最大时优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
具体而言,根据记录的实时模拟刚度值,确定该优化模型最大的模拟刚度值,同时确认在模拟刚度值最大时,优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
显然可以理解的是,本实施例中通过优化子步骤S31中对优化模型进行优化分析时实时记录其实时模拟刚度值,以便清晰完整的了解优化模型的模拟刚度的变化趋势等相关信息;通过确认子步骤S32从实时模拟刚度值中筛选确认优化模型最大的模拟刚度值及各模拟连杆转轴位置的模拟变化量,确定方式简单方便,易于实现;优选的是,本实施例中采用等值线和颜色渐变的方式和/或图形曲线形式记录优化模型的实时模拟刚度值,以便进一步清晰地了解优化模型的模拟刚度的变化范围,进而简单方便地确认优化模型的模拟刚度值。
综上,本实施例中提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过建模步骤S1中采用一维单元进行建模,二维单元和三维单元相比,一维单元可确保优化模型中各模拟连杆转轴位置的运动性,以便优化分析时可综合考虑多连杆铰链的运动及其刚度,进而提高其优化分析的周期;通过约束步骤S2中对优化模型施加约束条件,结合了工程实际中各连杆的运动情况,与将铰链作为弹性体分析相比,充分考虑了各连杆的运动情况;通过分析步骤S3中在考虑铰链的运动情况基础上结合铰链的刚度,对其进行优化分析,以便实现机构运动与结构性能的同步仿真与优化,通过分析结果直接指导设计,解决设计成本及周期长的问题。
优选地,本实施例中提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过校核步骤S4可以对分析步骤的优化分析进行再次校核,以便对优化模型进行再次优化分析,进而提供该优化方法刚度优化的准确性,进而进一步降低该优化设计的设计成本及设计周期。
进一步地,本实施例中提供的多连杆铰接刚度优化方法,通过自由尺寸优化对优化模型进行约束,自由尺寸优化设计与其他优化设计例如拓扑优化相比,设计变量能够在最小值和最大值之间连续变化,既具有拓扑优化设计的功能即在两个极限值中的离散变量变化,又能优化出连续的参数分布,以便进一步提高对多连杆铰链刚度设计的优化,进而进一步降低优化设计的周期和成本。
系统实施例:
参见图7,其为本发明实施例提供的多连杆铰链刚度优化系统的结构框图,该优化系统包括:
建模模块100,根据对多连杆铰链预设的刚度要求,采用一维单元建立所述多连杆铰链的优化模型。
约束模块200,根据所述多连杆铰链的运动,对所述优化模型施加约束条件。
分析模块300,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
校核模块400,根据所述分析模块确认的模拟变化量对所述优化模型进行再次优化分析,确认所述优化模型最大的准确模拟刚度值及所述准确模拟刚度值最大时各所述模拟连杆转轴位置的准确模拟变化量。
优选地,约束模块200采用自由尺寸优化的方式进行约束条件的施加。
参见图8,其为本发明实施例提供的约束模块的结构框图,约束模块200包括如下子模块:
确认目标子模块210,通过对多连杆铰链进行刚度分析,确认优化模型的模拟刚度值为优化分析的目标函数并对其进行定义。
确认变量子模块220,通过对多连杆铰链进行运动分析,确定各模拟连杆转轴位置的变化量为优化分析的设计变量并对其进行建立。
施加约束子模块230,根据对多连杆铰链进行的运动分析,确定各模拟连杆转轴位置的变化方向及其沿该方向运动的最大范围为优化设计的设计约束并对所述优化模型施加所述设计约束。
参见图9,其为本发明实施例提供的分析模块的结构框图,分析模块300包括如下子模块:
优化子模块310,通过对约束后的优化模型进行优化分析,实时记录优化模型运动过程中优化模型的实时模拟刚度值。
确认子模块320,根据实时模拟刚度值确认优化模型最大的模拟刚度值及在模拟刚度值最大时优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
优选地,在优化子模块310中,通过等值线和颜色渐变的方式记录优化模型运动过程中的实时模拟刚度值;和/或,通过图形曲线形式记录优化模型运动过程中的实时模拟刚度值。
其中,建模模块100、约束模块200和分析模块300的具体实施过程参见上述方法实施例即可,本实施例在此不再赘述。
由于方法实施例具有上述效果,所以该系统实施例也具有相应的技术效果。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种多连杆铰接刚度优化方法,其特征在于,包括:
建模步骤,根据多连杆铰链预设的刚度要求,采用一维单元建立多连杆铰链刚度的优化模型;
约束步骤,根据所述多连杆铰链的运动,对所述优化模型施加约束条件,约束步骤包括:
确认目标子步骤,通过对所述多连杆铰链进行刚度分析,确认所述优化模型的模拟刚度值为优化分析的目标函数并对其进行定义;
确认变量子步骤,通过对所述多连杆铰链进行运动分析,确定各模拟连杆转轴位置的变化量为优化分析的设计变量并对其进行建立;
施加约束子步骤,根据对所述多连杆铰链进行的运动分析,确定各所述模拟连杆转轴位置的变化方向及其沿该方向运动的最大范围为优化设计的设计约束并对所述优化模型施加所述设计约束;
分析步骤,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量,分析步骤包括:
优化子步骤,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,实时记录所述优化模型运动过程中所述优化模型的实时模拟刚度值;
确认子步骤,根据所述实时模拟刚度值确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
2.根据权利要求1所述的多连杆铰接刚度优化方法,其特征在于,在所述约束步骤中采用自由尺寸优化的方式进行约束条件的施加。
3.根据权利要求1所述的多连杆铰接刚度优化方法,其特征在于,在所述优化子步骤中,
通过等值线和颜色渐变的方式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值;和/或,
通过图形曲线形式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值。
4.根据权利要求1所述的多连杆铰接刚度优化方法,其特征在于,在所述分析步骤之后还包括:
校核步骤,根据所述分析步骤确认的模拟变化量对所述优化模型进行再次优化分析,确认所述优化模型最大的准确模拟刚度值及所述准确模拟刚度值最大时各所述模拟连杆转轴位置的准确模拟变化量。
5.一种多连杆铰接刚度优化系统,其特征在于,所述系统包括:
建模模块,根据多连杆铰链预设的刚度要求,采用一维单元建立所述多连杆铰链的优化模型;
约束模块,根据所述多连杆铰链的运动,确定所述优化模型的约束条件并对其施加所述约束条件,约束模块包括:
确认目标子模块,通过对所述多连杆铰链进行刚度分析,确认所述优化模型的模拟刚度值为优化分析的目标函数并对其进行定义;
确认变量子模块,通过对所述多连杆铰链进行运动分析,确定各模拟连杆转轴位置的变化量为优化分析的设计变量并对其进行建立;
施加约束子模块,根据对所述多连杆铰链进行的运动分析,确定各所述模拟连杆转轴位置的变化方向及其沿该方向运动的最大范围为优化设计的设计约束并对所述优化模型施加所述设计约束;
分析模块,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量,分析模块包括:
优化子模块,通过对约束后的所述优化模型进行优化分析,实时记录所述优化模型运动过程中所述优化模型的实时模拟刚度值;
确认子模块,根据所述实时模拟刚度值确认所述优化模型最大的模拟刚度值及在所述模拟刚度值最大时所述优化模型中各模拟连杆转轴位置的模拟变化量。
6.根据权利要求5所述的多连杆铰接刚度优化系统,其特征在于,所述约束模块采用自由尺寸优化的方式进行约束条件的施加。
7.根据权利要求5所述的多连杆铰接刚度优化系统,其特征在于,在所述优化子模块中,
通过等值线和颜色渐变的方式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值;和/或,
通过图形曲线形式记录所述优化模型运动过程中的实时模拟刚度值。
8.根据权利要求5所述的多连杆铰接刚度优化系统,其特征在于,所述系统还包括:
校核模块,根据所述分析模块确认的模拟变化量对所述优化模型进行再次优化分析,确认所述优化模型最大的准确模拟刚度值及所述准确模拟刚度值最大时各所述模拟连杆转轴位置的准确模拟变化量。
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