基于正交试验的柔性微夹持器参数权重分析

发布时间：2021-03-10 01:42

　　针对柔性微夹持器中柔性铰链在工作中受到交变应力作用导致屈曲的问题,以圆形切口柔性铰链为例,对其施加载荷后进行受力分析,推导出临界力的计算公式。通过Ansys Workbench17.0对铰链进行有限元屈曲分析,取第一阶屈曲模态,与利用推导公式得到的临界力进行对比,误差为0.23%,验证了公式的准确性。引入正交试验设计,找出影响临界力的可控因子和噪声因子并对其进行正交试验设计。采用权重分析法,定量分析参数对临界力的影响程度。研究结果表明各个参数对临界力变化的作用所占的权重不一样,为铰链设计提供了理论基础。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(15)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

柔性微夹持器

图2为圆形柔性铰链及其几何参数示意图,其中h(x)为柔性铰链在x处的厚度,t为柔性铰链切口处的最小厚度,θm为圆形铰链所对应的圆心角,r为圆形铰链对应圆的半径,w为圆形铰链的厚度。通过圆中微元划分的方法,当圆形柔顺铰链受到外力弯矩M情况下,对圆形柔性铰链进行受力分析[10]。根据材料力学可知,圆形柔性铰链的中性面曲率半径为

使用Ansys Workbench17.0对圆形柔性铰链进行有限元分析,首先对圆形柔性铰链进行有限元模型网格划分,共1 440个单元7 013个节点,左端固定,右端施加100 N·mm的弯矩,进行有限元屈曲分析,得出第一阶屈曲模态如图3所示。图3显示载荷系数为1.975 3,从而计算得出圆形柔性铰链在有限元分析下的临界力为329.217 N。

【参考文献】：
期刊论文
[1]机器人化微纳操作研究进展[J]. 袁帅,王越超,席宁,于海波,焦念东,于鹏,刘连庆.  科学通报. 2013(S2)
[2]直角切口柔性铰链串联支链的屈曲分析[J]. 宗光华,余志伟,毕树生,于靖军,孙明磊.  机械工程学报. 2007(06)
[3]柔性铰链及其在精密并联机器人中的应用[J]. 杜志江,董为,孙立宁.  哈尔滨工业大学学报. 2006(09)
[4]正交试验设计的理论分析方法及应用[J]. 董如何,肖必华,方永水.  安徽建筑工业学院学报(自然科学版). 2004(06)



本文编号：3073835