基于兩種柔順單元柔順機構的動力學研究與仿真.pdf

1、隨著現(xiàn)代機構學的發(fā)展，柔順機構的應用越來越廣泛，在醫(yī)療中的微創(chuàng)手術、通信中的微開關技術以及在精密定位、精密和超精密制造、精密操作、微機電系統(tǒng)（MEMS）中都具有廣泛的應用。目前，柔順機構研究的熱點包括：柔順機構的靜力學與運動學分析；柔順機構的動力學研究；柔順機構的拓撲優(yōu)化設計。其中，柔順機構的動力學研究相對較少，柔順機構的設計與研究通常是很復雜的，雖然應用領域很廣，但是柔順機構的設計通常只是為了滿足需求的任務要求，對于柔順機構本身動力學

2、特性都沒有做深入的研究。
　　本文以柔順鉸鏈單元與柔順桿單元兩種基本柔順單元為研究對象，主要研究了由兩種柔順單元構成的三類柔順機構的動力學研究方法。
　　本文首先以柔順鉸鏈單元為研究對象，研究了三種柔順鉸鏈的彎曲剛度與拉伸（壓縮）剛度的計算方法，且利用有限元軟件進行了仿真實驗，理論分析值與仿真數(shù)據(jù)進行了對比分析，證明了理論推導的準確性，也證明該理論推導結果可用于柔順機構動力學研究之中。隨后，利用梁的純彎曲理論研究了三種柔順鉸

3、鏈的正應力、剪應力分布情況，得到了三種柔順鉸鏈在受彎矩情況下的最大正應力、最大剪應力的發(fā)生位置與大小，為柔順鉸鏈的設計提供理論支持。
　　其次，利用偽剛體模型法建立了兩種約束方式柔順桿的偽剛體模型，并研究了兩種約束下柔順桿的動能與勢能，主要進行了動能公式的推導以及動能當量系數(shù)的數(shù)值擬合，從而簡化了柔順桿動能的計算公式，為含柔順桿柔順機構的動力學研究提供了基礎。
　　基于兩種柔順單元的理論研究結果，本文研究了由兩種基本柔順單元

4、構成的三類柔順機構的動力學研究方法。研究了一種含柔順鉸鏈的柔順五連桿滑塊機構，利用偽剛體模型法對其進行了靜力學、運動學、動力學分析，隨后利用動力學仿真軟件進行了動力學仿真，得到了鉸接點處的受力情況以及扭轉彈簧的變形與受力情況。仿真實驗的數(shù)據(jù)可以為柔順機構的優(yōu)化設計提供理論支持；含柔順桿柔順機構的動力學分析通常很復雜，本文利用偽剛體模型法對一種平行-導向柔順桿柔順機構進行了動力學建模。對于大變形的全柔順桿柔順機構，本文介紹了ANSYS有限