异形非对称柔性铰链力学特性的研究

发布时间：2021-01-05 09:15

　　基于大柔度混合柔性铰链设计理念,提出了一种非对称式直圆摆线混合柔性铰链,并对其力学特性进行了研究。基于悬臂梁弯曲理论和微元法下的胡克定律,通过选取合适的积分变量与中间变量,得到较为简洁的转动柔度和拉伸柔度的计算公式,并给出了最大应力的计算公式;讨论了转动柔度和最大应力随参数的变化趋势,比较了结构参数对转动柔度和最大应力影响的显著程度。结果表明,转动柔度、拉伸柔度和最大应力解析式的最大误差分别在7%、5%和5%以内;转动柔度与弹性模量、宽度和最小厚度成反比,与直圆半径和拱高参数成正比,且对最小厚度的变化最为敏感,宽度次之,拱高参数和直圆半径最弱;最大应力与宽度、最小厚度和直圆半径成反比,且对最小厚度的变化最为敏感,宽度次之,直圆半径最弱。 

【文章来源】：机械传动. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

直圆摆线柔性铰链的几何模型

柔性铰链的转动柔度是衡量其微位移变形性能的重要参数，讨论其不同结构参数对转动柔度的影响，为后续对其进行结构参数的优化设计以及理论的深入研究，具有重要的指导意义。根据转动柔度计算表达式可以看出，柔度主要由结构参数和材料属性决定，其中，结构参数主要与宽度b、拱高参数r、直圆半径R和最小厚度t有关。且可以直观地看出，转动柔度与弹性模量E和宽度b成反比，而受拱高参数r、直圆半径R和最小厚度t的影响则较为复杂，而且，这4个结构参数对柔度影响的显著程度更不易比较。本文中采用Matlab定量分析结构参数对转动柔度的影响及其显著程度，绘制转动柔度随参数的变化关系如图2～图7所示。图3 柔度随最小厚度t的变化关系（改变b)

柔度随最小厚度t的变化关系（改变b)

【参考文献】：
期刊论文
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[2]直圆抛物线复合铰链柔度研究[J]. 张伟,杨立保,李清雅,王严,王晶.  红外与激光工程. 2018(11)
[3]结构参数对抛物线型柔性铰链刚度的影响[J]. 焦陈磊,王桂莲,周海波,董厚孚.  机械设计. 2017(11)
[4]基于类Ⅴ型柔性铰链的微位移放大机构[J]. 刘敏,张宪民.  光学精密工程. 2017(04)
[5]新型混合柔性铰链柔度研究[J]. 倪迎雪,伞晓刚,高世杰,王晶,王涛,吴佳彬,桑志昕,张楠.  红外与激光工程. 2016(10)
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[7]椭圆柔性铰链的柔度计算[J]. 陈贵敏,刘小院,贾建援.  机械工程学报. 2006(S1)
[8]直圆椭圆复合型柔性铰链研究[J]. 陈贵敏,贾建援,刘小院,勾燕洁.  机械设计与研究. 2005(04)
[9]柔性铰链的应用[J]. 吴鹰飞,周兆英.  中国机械工程. 2002(18)

博士论文
[1]基于柔性机构的快速反射镜研究[D]. 徐宁.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018



本文编号：2958411