并聯余弦梁支撐結構的穩(wěn)定性分析.pdf

1、雙穩(wěn)態(tài)結構作為核心元件廣泛應用于微開關、微型繼電器等器件。雙穩(wěn)態(tài)結構保持在穩(wěn)定的平衡位置不需要外界輸入能量，只有轉換結構狀態(tài)時才需要外部的能量輸入。初始形狀為余弦形（直梁的一階屈曲模態(tài)形狀）且無初始預應力的雙端固支梁作為典型的雙穩(wěn)態(tài)結構梁，它比預壓雙端固支梁在工藝制造方面更易于實現。本文以初始形狀為余弦形的雙端固支梁及其并聯組合結構為研究對象，基于能量法和有限元方法對其進行了穩(wěn)定性分析。對余弦梁結構外加約束使其只能作對稱形變將改變梁的雙

2、穩(wěn)態(tài)特性，對于并聯組合的余弦梁結構，拱高變化與梁的厚度變化都將影響梁結構的穩(wěn)態(tài)特性。本文的主要內容有：
　　1.總結了結構穩(wěn)定性的研究方法，基于能量法的最小勢能原理重點闡明了通過結構的力-位移的關系來判斷結構穩(wěn)定性的方法。
　　2.針對非對稱屈曲模態(tài)被約束的單個余弦梁結構，基于變分法得到了橫向力與位移的關系曲線，并與有限元方法得到的力-位移關系對比，兩種結果具有很好的吻合度。根據力-位移關系，分析了幾何參數對結構穩(wěn)定性的影響

3、。與無屈曲模態(tài)約束的余弦梁相比，在相同結構尺寸參數條件下，非對稱屈曲模態(tài)被約束的余弦梁結構更容易表現出雙穩(wěn)態(tài)特性。并從勢能的角度分析了雙端固支余弦梁產生雙穩(wěn)態(tài)現象的原因：壓縮應變能的積聚和釋放導致了結構對外做功，系統(tǒng)勢能減小。
　　3.對兩個并聯組合的余弦梁結構進行穩(wěn)定性分析，在梁的厚度一致的條件下，根據拱高的不同，將結構的組合情況分成三類，分別討論了每種情況下的橫向力極小值點的大小及其出現位移點與梁的幾何參數的關系。在兩個梁拱高