柔性铰链机构最大应力计算方法研究

发布时间：2017-05-06 20:03

  本文关键词：柔性铰链机构最大应力计算方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：柔性机构是一种利用构件本身的弹性变形(挠性)获得部分或全部运动的装置,与传统的刚体机构相比,具有精度高、成本低、零件数少等优点,因此受到了学术界和工业界的广泛关注。在柔性铰链机构中,柔性铰链是最脆弱的部位,它具有更小的尺寸和应力集中特性。为了确定柔性铰链的运动范围和疲劳寿命,评价柔性铰链中产生的最大应力就变得至关重要。因此,对柔性铰链进行精确建模,基于应力集中系数预测柔性铰链机构的最大应力,进而保证机构的疲劳寿命,成为设计和优化柔性铰链的关键。 应力集中系数作为描述柔性铰链应力集中程度的量,提供了一种评估最大应力的有效方式。在本文中,使用无量纲参数ξ=ρc/t作为唯一的拟合变量,通过拟合有限元计算结果,分别获得了两类通用柔性铰链模型的拉伸应力集中系数和弯曲应力集中系数的通用经验公式,两类通用柔性铰链包括圆锥曲线型柔性铰链和各种椭圆弧倒角型柔性铰链。该经验公式适用于常用的柔性铰链,包括圆型,椭圆型,抛物线型,双曲线型,各种椭圆弧倒角型柔性铰链,并且具有很小的误差。这些经验公式能够很方便、容易地被应用于柔性铰链机构的设计和优化中。桥式位移放大机构的案例研究证明了经验公式在预测柔性铰链机构中最大应力的有效性。进而,在理论应力集中系数的基础上,本文对铰链的疲劳应力集中系数作了初步探索,用它更准确的来描述缺口对应力集中的影响程度。 本文所给出的两类通用柔性铰链模型的拉伸应力集中系数和弯曲应力集中系数的通用经验公式,形式简单,便于选用,通用性强。
【关键词】：柔性机构 柔性铰链 最大应力 应力集中系数 桥式位移放大机构
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 柔性机构概述8-9
• 1.2 柔性铰链9-13
• 1.2.1 柔性铰链的特性9-10
• 1.2.2 柔性铰链的分类10
• 1.2.3 柔性铰链在柔性机构中的应用10-13
• 1.3 本文的工作安排13-15
• 1.3.1 本文主要研究工作13-14
• 1.3.2 论文章节安排14-15
• 第二章 应力集中系数15-25
• 2.1 应力集中15-18
• 2.1.1 应力15-16
• 2.1.2 应力集中16-18
• 2.2 应力集中系数18-21
• 2.2.1 应力集中系数18
• 2.2.2 基准应力的选择18-20
• 2.2.3 柔性铰链应力集中系数的计算20-21
• 2.3 不同几何特征缺口柔性铰链的应力集中系数21-23
• 2.4 小结23-25
• 第三章 圆锥曲线型柔性铰链最大应力计算方法研究25-35
• 3.1 圆锥曲线型柔性铰链25-29
• 3.1.1 圆锥曲线型柔性铰链概述25-27
• 3.1.2 圆锥曲线型柔性铰链的几何关系27-29
• 3.2 圆锥曲线型柔性铰链的有限元模型29-31
• 3.3 圆锥曲线型柔性铰链应力集中系数的通用公式31-32
• 3.4 算例：圆锥曲线型柔性铰链桥式位移放大机构最大应力评估32-34
• 3.5 小结34-35
• 第四章 椭圆弧倒角型柔性铰链最大应力计算方法研究35-45
• 4.1 椭圆弧倒角型柔性铰链35-39
• 4.1.1 椭圆弧倒角型柔性铰链概述35-36
• 4.1.2 椭圆弧倒角型柔性铰链的几何关系36-39
• 4.2 椭圆弧倒角型柔性铰链的的有限元模型39-40
• 4.3 椭圆弧倒角型柔性铰链应力集中系数的通用方程40-42
• 4.4 算例：椭圆弧倒角型柔性铰链桥式位移放大机构最大应力评估42-44
• 4.5 小结44-45
• 第五章 疲劳应力集中系数45-53
• 5.1 疲劳应力集中系数45-47
• 5.2 疲劳应力集中系数的确定47-49
• 5.3 两种通用柔性铰链的疲劳应力集中系数49-51
• 5.4 小结51-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 论文工作总结53-54
• 6.2 研究工作展望54-55
• 致谢55-57
• 参考文献57-61
• 发表论文和参加科研情况61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈贵敏,贾建援,刘小院,勾燕洁;柔性铰链精度特性研究[J];仪器仪表学报;2004年S2期

  本文关键词：柔性铰链机构最大应力计算方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：349028