柔顺储能脚的伪刚体建模研究

发布时间：2020-06-17 06:49

【摘要】： 柔顺机构是机构学研究的一个重要领域,相关理论研究受到广泛关注。伪刚体模型法是研究柔顺机构的一种简单有效的理论方法。现有的伪刚体模型多是用于集中式柔顺机构,而对具有分布式柔顺的机构,尤其是曲线形状、截面变化的机构的研究还很少,研究方法也有待改善。如何合理的建立分布式柔顺机构的伪刚体模型,是柔顺机构学领域一个亟待解决的问题。本文以柔顺储能脚为研究对象,对分布式柔顺机构的伪刚体建模展开研究。 首先,分别从几何形状、截面特征以及封闭形式三方面对分布式柔顺机构进行分类。以S型储能脚为例,对具有普遍意义的曲线型变截面的分布式柔顺机构进行了形状曲线和刚度分布的数学描述。 第二,给出了伪刚性段的定义,对分布式柔顺机构的伪刚性段划分的两个原则(即曲率分段原则和刚度分段原则)加以完善;给出了弧段约束条件,计算了用伪刚性段拟合分布式柔顺机构时的逼近误差,并给出了弧段系数的选取方法。 第三,基于伪刚性段划分结果建立了分布式柔顺机构的伪刚体模型,给出了末端受力位移的计算方法;分析了伪刚性段划分方法、段数、修正系数等因素对末端变形的影响,修正了等效关节扭簧常数的计算公式,并给出了修正系数的选取原则。 最后,参考复合材料板簧的结构设计基础,计算了复合材料制成的柔顺储能脚板的挠曲线方程;并分别采用有限元法和伪刚体模型法计算了该储能脚的挠曲线方程,在计算过程中给出了伪刚体模型各关节的位移计算方法;对比了三种方法得到的挠曲线,进行了挠曲线误差分析和机构上各点位移对比,进一步验证了所提伪刚体建模方法的有效性。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH112
【图文】：

沙奇脚(固定踝)

聚氨酯假脚

【引证文献】

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本文编号：2717239