直梁圆角形柔性铰链的柔度矩阵分析

• 作者: 华洋洋 巩岩 赵磊
• 来源期刊: 中国机械工程
• 学科: 工学
• 关键词: 直梁圆角形柔性铰链 柔顺机构 柔度矩阵 有限元法
• 年，卷（期）: 2013,（18）
• 所属期刊栏目: 机械科学
• 页码范围: 2462-2468
• 页数: 7页
• 分类号: TH132
• 字数: 4673字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2013.18.010

摘要

对直梁圆角形柔性铰链的柔度矩阵进行了研究.首先,基于悬臂梁理论推导了直梁圆角形柔性铰链平面内变形的解析计算方法,建立了柔性铰链平面内柔度矩阵的闭环解析模型,并给出了r《t(r为铰链圆角半径,t为铰链厚度)时柔度矩阵的简化计算公式.然后,建立了直梁圆角形柔性铰链的有限元模型,得到了柔性铰链结构参数r/t和l/t(l为铰链长度)变化时柔度矩阵解析值和有限元仿真值的相对误差,以及r/t变化时柔度矩阵简化解析值和仿真值的相对误差.结果表明:采用悬臂梁理论建立的柔性铰链柔度矩阵模型,当l/t≥4时,柔度矩阵各项参数的理论解析值与有限元仿真值相对误差在5.5％以内,当0.1≤r/t≤0.5时,两者的相对误差能够控制在9％以内,当0.2≤r/t≤0.3时,两者的相对误差能够控制在6.5％以内;当r/t≤0.3时,简化解析值与仿真值的相对误差控制在9％以内,当r/t≤0.2时,简化解析值与仿真值的相对误差控制在7％以内,从而验证了柔度矩阵闭环解析模型的正确性.建立的直梁圆角形柔性铰链柔度矩阵闭环解析模型可为柔性铰链以及柔性体机构的设计和优化提供理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	巩岩	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室	72	423	13.0	17.0
2	赵磊	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室	37	438	12.0	20.0
3	华洋洋	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室	4	25	2.0	4.0