空间薄壁弹性伸杆力学特性分析

发布时间：2024-03-08 03:11

　　为研究弹性伸杆的力学性能,对其压平、拉平过程中的能量与外载荷的变化以及刚度进行了分析.首先对弹性伸杆的刚度进行了理论分析,找出了影响弹性伸杆刚度的参数.之后通过ABAQUS对弹性伸杆的拉平与压平的过程进行了仿真分析,并运用控制变量法分析了各项参数对刚度的影响.仿真结果表明,拉平与压平过程中的能量变化基本一致,而压平所需要的外载荷较小.增大弹性伸杆的弧段半径、铺层数量和中心距,相同载荷下的弹性伸杆的变形量会逐渐降低.通过对仿真结果的分析可知,在拉平与压平的开始阶段外载荷较小,外载荷的峰值出现在拉平与压平的最终阶段,增大弹性伸杆的弧段半径、中心距和铺层数量能够有效提高弹性伸杆的刚度.

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【部分图文】：

图1弹性伸杆外形图

弹性伸杆由上下两片近似“Ω”型的薄壳肋片粘合而成,横截面呈中空、薄壁、对称透镜状,其外形如图1所示,工作原理如图2所示,弹性伸杆的初始态如图2(a)所示,收起时拉紧块将弹性伸杆根部拉平(图2(b)),然后滚子将弹性伸杆的过渡段压平,最后将弹性伸杆缠绕在滚筒上(图2(c)),展开过....

图2弹性伸杆的工作原理

图1弹性伸杆外形图弹性伸杆的截面如图3所示,其中,α为弧段2的弧度,β为其余弧段的弧度,R为弧段的半径,l为侧边宽度,L为截面宽度.

图3弹性伸杆截面图

弹性伸杆的截面如图3所示,其中,α为弧段2的弧度,β为其余弧段的弧度,R为弧段的半径,l为侧边宽度,L为截面宽度.弹性伸杆鼓起时的宽度为

图4弹性伸杆弯曲变形图

弹性伸杆在工作时处于完全展开状态,充当结构件,因此不需要考虑大变形的因素,可视为一端固定、一端自由的悬臂梁,受力与变形如图4所示,受力与变形的关系如式(5)所示.{Μ(x)=-Ρx,EΙy?=-Ρx,EΙy′=-Ρ2x2+C,EΙy=-Ρ6x3....

本文编号：3921917