柔性電纜物性建模與幾何形態(tài)仿真.pdf

1、電纜在汽車、船舶、飛機等復雜機電產品中占有舉足輕重的地位，特別是隨著復雜機電產品向著信息化、輕量化和機電一體化的發(fā)展，電纜所占比重越來越大。無論是傳統的串行設計方法還是現行的CAD方法，目前機電產品中電纜的設計、制造及其裝配主要存在因將電纜作為剛性體而導致的設計精度差和無法驗證裝配工藝等方面的問題。虛擬裝配技術的出現為電纜的數字化設計與制造帶來了一種全新的思路。本文主要開展基于彈性桿非線性力學的電纜物性建模及電纜形態(tài)仿真研究，為開發(fā)完善

2、的電纜虛擬裝配系統奠定良好的基礎。
　　論文的研究工作主要包括以下幾個方面:
　　(1)從微分幾何角度出發(fā)，在分析曲線和曲桿的幾何學基礎上，基于彈性桿非線性力學建立了描述電纜平衡的基本靜力學模型;
　　(2)針對理想狀況下電纜兩端約束這一典型邊界條件，以歐拉角為參變量，建立了描述電纜形態(tài)的力學模型，基于動力學比擬的思想并采用半解析法對模型進行求解;
　　(3)考慮電纜分布力及接觸力接觸復雜約束下，以歐拉參數為參變

3、量，建立了描述電纜形態(tài)的力學模型，結合逐級二分離散化的思想和最速下降法對模型進行數值求解;從變分原理出發(fā)，考慮電纜所受不同的幾何約束，建立了描述電纜平衡形態(tài)的統一力學模型，使之能夠方便地應用于電纜的虛擬裝配系統;
　　(4)基于開源幾何內核系統，對不同邊界條件下的電纜進行形態(tài)仿真;基于三維激光掃描技術建立了電纜形態(tài)測試試驗臺，開展了電纜典型平衡形態(tài)的仿真與試驗對比研究;
　　(5)開展了基于一款氣動力反饋數據手套和一款桌面式