倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命分析与研究

发布时间：2017-05-25 06:28

  本文关键词：倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命分析与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：进入21世纪以来,由于经济全球化带来的影响,人们对所用产品安全性的要求也越来越高,人们要求所用产品具有更好的持久性和更高的可靠性。因此,针对人们日益增长的物质文化需求,工业界开始越发的重视产品的质量。这些产品的使用寿命必须与产品的规定寿命保持一致,这也就需要很多的试验样品来进行产品的疲劳实验,这样才能保证产品的质量和使用寿命。 柔顺机构的运动过程实际上是其柔性构件的变形过程,对于一些简单的柔顺机构来说,所需要的动作只有一次,只需要柔性构件的一次变形,因此,利用材料力学中的静态失效理论就可以分析其疲劳寿命。然而,我们通常所使用的一些柔顺机构,需要柔性构件发生上万次的变形。反复的运动会使柔性构件中产生交变应力,交变应力在远低于极限应力时都可能发生疲劳失效,又因为柔性铰链是柔顺机构最薄弱的环节,很容易因为疲劳失效导致产品破坏,这正是我们所不期望发生的。因此,通过理论和实验来分析柔性铰链的疲劳寿命是十分重要的。 本文以倒圆角直梁型柔性铰链作为研究对象。首先,利用有限元分析方法结合临界面疲劳准则,建立了其疲劳寿命分析模型,并采用二分法对模型进行了求解；然后,通过疲劳寿命仿真试验,得到了其疲劳寿命曲线和单个因素对疲劳寿命的影响；最后,重点研究了驱动力、厚度、半径和宽度对其疲劳寿命的影响。设计了正交试验,通过正交试验数据分析,结果表明驱动力、厚度、半径三个参数对疲劳寿命的影响分别是高度显著、高度显著、较显著的,宽度是不显著的,影响程度由大到小依次为厚度、驱动力、半径和宽度。 本文的研究工作可以为柔性铰链的设计提供支持,避免了设计过程中不合理的寿命分布,这对于柔顺机构的研究和发展具有重要意义。
【关键词】：柔顺机构 倒圆角直梁型柔性铰链 疲劳寿命 正交试验设计
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• CONTENTS10-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 国内外研究现状14-23
• 1.2.1 柔顺机构研究现状14-18
• 1.2.2 柔性铰链研究现状18-21
• 1.2.3 疲劳寿命研究现状21-23
• 1.3 本课题的研究意义23
• 1.4 本文的主要内容23-25
• 第二章 疲劳寿命分析的基本理论25-37
• 2.1 引言25-26
• 2.2 疲劳寿命分析方法26-31
• 2.2.1 名义应力法26-27
• 2.2.2 局部应力应变法27-28
• 2.2.3 应力场强法28-29
• 2.2.4 能量法29-30
• 2.2.5 损伤容限法30-31
• 2.3 疲劳累积损伤理论31-36
• 2.3.1 线性疲劳累积损伤理论31-32
• 2.3.2 双线性疲劳累积损伤理论32-33
• 2.3.3 非线性疲劳累积损伤理论33-34
• 2.3.4 概率疲劳累积损伤理论34-36
• 2.4 小结36-37
• 第三章 倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命分析37-55
• 3.1 引言37
• 3.2 倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命模型37-42
• 3.2.1 倒圆角直梁型柔性铰链受力分析37-39
• 3.2.2 倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命模型39-41
• 3.2.3 倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命模型求解41-42
• 3.3 基于有限元的倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命分析42-46
• 3.3.1 倒圆角直梁型柔性铰链有限元分析42-44
• 3.3.2 倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命分析44-46
• 3.4 倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命分析模型的仿真试验验证46-54
• 3.4.1 疲劳试验方法46-50
• 3.4.2 倒圆角直梁型柔性铰链疲劳仿真试验50-52
• 3.4.3 倒圆角直梁型柔性铰链尺寸参数对疲劳寿命的影响52-54
• 3.5 小结54-55
• 第四章 影响倒圆角直梁型柔性铰链疲劳寿命因素的试验研究55-64
• 4.1 引言55
• 4.2 正交试验设计理论55-58
• 4.2.1 正交试验设计的定义55-56
• 4.2.2 正交表的选择56-57
• 4.2.3 正交试验设计的方法57-58
• 4.3 正交试验设计58-60
• 4.3.1 试验方案58-59
• 4.3.2 试验记录59-60
• 4.4 数据分析60-63
• 4.4.1 极差分析60-62
• 4.4.2 方差分析62-63
• 4.5 试验结论验证63
• 4.6 小结63-64
• 总结与展望64-65
• 参考文献65-68
• 攻读学位期间发表的论文68-70
• 致谢70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 伍建军;谢周伟;黄裕林;吴小明;;基于田口方法柔性铰链应力对设计参数的灵敏度分析[J];机械强度;2016年02期

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本文编号：392942