柔性鉸鏈柔順機構的動力學問題研究.pdf

1、柔順機構是機構學中一個新的研究領域,從事相關領域研究的學者越來越多。但到目前為止所取得的成就大多集中在結構和運動學方面,對其動力學特性的研究分析還比較少,研究方法也不太成熟。如何通過有效手段使動力學問題簡單化，并盡快認識和改善柔順機構動力學特性是一個亟待解決的問題。同時,有關柔性鉸鏈參數(shù)特性、應力特性方面的研究尚未開展。本文主要研究幾種柔性鉸鏈柔順機構動力學模型、參數(shù)特性分析、應力特性分析以及在機構設計中應該注意的一些問題。 1

2、.建立了柔性鉸鏈的偽剛體模型。系統(tǒng)闡述了幾種常見柔性鉸鏈的表示形式及其等效偽剛體建模理論基礎,推導了其等效剛度和等效回轉中心位置的計算公式,并進行了算例分析,為將剛性機構的理論應用到柔性鉸鏈柔順機構領域奠定一定的理論基礎。 2.進行了幾種柔性鉸鏈柔順機構的參數(shù)特性分析。以柔性鉸鏈平行導向柔順機構為例,分別討論柔性鉸鏈外形、切口幾何參數(shù)、材料參數(shù)與系統(tǒng)頻率的關系,并用ANSYS有限元方法進行驗證。仿真結果與解析公式的計算結果很吻合

3、,說明了解析計算公式的正確性,為柔順機構的設計與應用提供參考依據(jù)。 3.應用偽剛體模型的應力計算理論,針對不同切口形狀的柔性鉸鏈,計算了柔性鉸鏈平行導向柔順機構在運動中的應力分布,并應用ANSYS進行了仿真分析,得到了柔性鉸鏈的應力分布狀況和應力強度狀況,通過分析得出結論。 4.在前面幾章研究和分析的基礎上,對柔性鉸鏈柔順機構的參數(shù)設計進行討論。從可靠性的角度入手,考慮實際情況進行優(yōu)化設計,對柔性鉸鏈的設計應用進行理論探