倒圆角直梁型柔性铰链刚度研究

为研究倒圆角直梁型柔性铰链的刚度性能,利用材料力学和微积分的相关知识推导出该型柔性铰链的弯曲刚度和拉伸或压缩刚度计算公式。采用变截面梁单元建立该型柔性铰链的有限元模型,在一端固定、另一端承受力矩或力的边界条件下,计算分析该型柔性铰链的刚度。将有限元解与所推导出的解析解进行比较,以验证所推导刚度公式的正确性。改变倒圆角直梁型柔性铰链的各结构参数,根据所推导出的刚度公式,利用Matlab软件编程计算出刚度值,并分析倒圆角直梁型柔性铰链的弯曲刚度与其各结构参数之间的关系。     

倒圆角直梁型柔性铰链疲劳分析

典型柔性铰链研究结果表明,柔性铰链的缺口形状对柔性铰链的疲劳性能具有本质影响,而具有特殊缺口形状的柔性铰链一直缺乏系统研究,其疲劳性能具有重要研究价值。尤其对于复合型柔性铰链,通过有限元仿真实验,计算其疲劳寿命,对于复合型柔性铰链的疲劳性能研究具有重要意义。基于有限元疲劳分析法,在一端固定,另一端承受力矩或力的边界条件下,对倒圆角直梁型柔性铰链进行疲劳分析,得到柔性铰链薄弱环节的寿命情况,进而掌握整个柔性铰链的使用寿命,为新型柔性铰链的工程设计提供了理论依据。     

倒圆角直梁型柔性铰链设计计算与应用

首先推导出倒圆角直梁型柔性铰链的弯曲刚度和拉伸/压缩刚度计算公式;然后改变倒圆角直梁型柔性铰链的各结构参数,根据所推导出的刚度公式,利用MATLAB软件编程计算出刚度值,分析倒圆角直梁型柔性铰链的刚度与其各结构参数之间的关系;最后为验证推导出的刚度计算公式的正确性,采用三维实体单元对由倒圆角直梁型柔性铰链构成的柔性T型联结节的弯曲和拉伸刚度进行有限元求解,数值计算结果表明文中所推导的倒圆角直梁型柔性铰链刚度计算公式是正确的。     

椭圆直梁复合型柔性铰链的刚度分析

提出了一种新型椭圆直梁复合型柔性铰链,以小变形悬臂梁和微积分的相关知识为基础,推导了其弯曲刚度和拉伸/压缩刚度计算公式。采用变截面梁单元建立该型柔性铰链的有限元模型,在一端固定、另一端承受力矩或力的边界条件下,计算分析该型柔性铰链的刚度;将有限元解与所推导出的解析解进行比较,以验证所推导刚度公式的正确性。分析椭圆直梁复合型柔性铰链的结构参数对其刚度性能的影响,并与倒圆角直梁型柔性铰链进行比较,结果表明椭圆直梁复合型柔性铰链的转动能力、对载荷的敏感性均优于倒圆角直梁型柔性铰链。     

新型双曲线直梁复合型柔性铰链刚度研究

提出一种新型双曲线直梁复合型柔性铰链,以卡氏第二定理和微积分的相关知识为基础,推导双曲线直梁复合型柔性铰链的弯曲刚度和拉伸或压缩刚度计算公式。采用变截面梁单元建立该型柔性铰链的有限元模型,在一端固定、另一端承受力矩或力的边界条件下,计算分析该型柔性铰链的刚度。将有限元解与所推导出的解析解进行比较,以验证所推导刚度公式的正确性。分析双曲线直梁复合型柔性铰链的结构参数对其刚度性能的影响,并与倒圆角直梁型柔性铰链进行比较,结果表明双曲线直梁复合型柔性铰链的转动能力、对载荷的敏感性均次于倒圆角直梁型柔性铰链。     

直梁型柔性铰链制造误差对刚度性能影响的建模与分析

柔性铰链制造误差会影响铰链性能,为了减小柔性铰链性能对制造误差的敏感性,应用多变量函数Taylor级数展开的方法,建立了直梁型柔性铰链制造误差与其性能的对应关系.通过建立的直梁型柔性铰链参数与其性能关系图,分析了直梁型柔性铰链各参数变化对其性能的影响,并给出了对柔性铰链影响最大的关键加工参数和设计准则.     

直梁形柔性铰链结构参数对其刚度性能影响的分析

柔性铰链是目前被广泛用于微动机器人的主要部件之一,其刚度性能直接影响微动机器人的终端定位。由于实际需要的多样性和复杂性,使得其实际结构的几何尺寸不能完全满足传统理论分析的假设条件,因此影响到对其性能的准确分析。采用有限元软件ANSYS分析了多个不同尺寸参数的直梁形柔性铰链的转动刚度,并与其解析计算结果进行了比较,分析了二者间产生误差的根本原因。     

圆弧型柔性铰链应力分析

针对柔性铰链在风洞应变天平校准设备中的应用,将圆弧型柔性铰链作为研究对象,计算其最大应力。通过分析典型柔性铰链的受力情况,提出了将圆弧型柔性铰链等效为直圆型柔性铰链的方法。基于应力集中理论,拟合出了铰链分别受轴向力和弯矩时的应力集中系数计算公式。建立不同参数铰链的三维模型,使用ANSYS Wrokbench软件进行有限元仿真分析,将仿真数据和理论计算数据进行对比,验证等效方法和拟合公式的可行性。     

柔性铰链的计算和分析

针对常用的直圆柔性铰链进行力学分析,与迄令一直沿用由J.M.PAROS给出的柔性铰链绕z轴的转动刚度(柔度)计算公式相比,提出了更为简洁、精确的转动刚度计算公式,使其有利于柔性铰链的设计和分析。对直圆柔性铰链所能承受的最大力矩和最大角位移进行了分析,给出了它们在不考虑应力集中影响下的计算公式。讨论了直圆柔性铰链各个参数对其性能的影响。为柔性铰链在精密定位系统中的应用提供了一定的理论基础。     

三种形状柔性铰链转动刚度的计算与分析

本文针对3种形状的柔性铰链进行力学分析，推导出它们各自绕z轴的转动刚度计算公式；通过计算、比较和分析得出柔性铰链中外形、几何尺寸等设计参数对转动刚度的影响程度。根据分析结果确定3种形状柔性铰链各自的微制造工艺及适用场合，为MEMS中柔性铰链的设计与应用提供一定的依据。     

超硬镀膜轴承滚动体的内应力及膜厚对其影响的有限元分析

本文应用三维有限元方法，分析计算了沉积超硬涂层的轴承滚动体的内应力及膜厚对内应力分布规律的影响；揭示了在接触区附近，涂层内应力呈局部凹凸面分布，界面附近的底材内应力呈＂礼帽＂型分布；并且当涂层厚度增大时，膜内最大应力减小，底材内最大应力却增大。涂层厚度一般不宜超过８μｍ．计算结果为超硬涂层轴承设计提供了理论参考．     

直齿圆柱齿轮齿根三维弹性应力分析

采用有限元软件ANSYS提供的子模型技术,对有限宽度(齿宽系数=0.03~1.2)渐开线直齿圆柱齿轮齿根附近三维弹性应力场进行了详细分析;重点研究了齿根附近应力与齿轮宽度之间的关系。结果表明,齿根应力沿宽度分布是不均匀的,其最大值及相应位置与宽度有关;有限宽度直齿圆柱齿轮齿根应力最大值大于按平面应变假设计算得到的结果;齿根附近总位移沿宽度分布也不均匀,在靠近表面附近有较明显的变化。     

采用概率法进行柔性铰链的设计和分析

采用概率法对柔性铰链进行了设计 ,从柔性铰链转角刚度、转动中心偏移、最大应力 3个方面 ,分析了设计中值得注意的问题 ,着重讨论了蒙特卡诺模拟法在柔性铰链设计中的应用 ,建立了参数化模型 ,利用有限元仿真对柔性铰链的主要参数进行设计 ,通过与常规确定性设计结果比较 ,表明采用概率法设计柔性铰链更符合实际情况。     

含裂纹螺接件应力强度因子三维有限元分析

对飞机结构螺接件来说,最主要的强度问题之一,是在疲劳载荷下会产生裂纹并扩展。而目前对含裂纹螺接件的应力强度因子(Stress intensity factor,SIF)分析多以简化的二维有限元模型为主。为此,在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建含裂纹螺接件的三维有限元分析模型,通过分析得到不同损伤模式下的SIF与裂纹长度沿板厚度方向的变化曲线。结果表明,虽然螺接件孔边裂纹是复合型裂纹,但Ⅰ型SIF起主导作用,Ⅱ型和Ⅲ型SIF可忽略不计;在裂纹长度一定时,接触面处的SIF最大,外表面处最小,孔边双侧裂纹对称时的SIF大于孔边单侧裂纹情形;裂纹长度相同时,含沉孔螺接件接触面上的SIF大于直孔情形时相应的SIF,而外表面的SIF趋势则恰恰相反。     

125t吊具回转起重机吊叉应力分析

应用有限单元法,对吊具回转起重机的关键部件吊叉进行分析,较准确地掌握了吊叉的应力分布规律,求出工作载荷作用时吊叉危险截面上应力集中系数,从而提高了吊叉设计的可靠性。     

三种常见典型柔性铰链的非线性分析

以三种常见的柔性铰链作为研究对象,对柔性铰链进行非线性分析.因为铰链需要线性变形,因此利用有限元分析软件ANSYS对柔性铰链进行系统的研究,讨论铰链的各个参数对其线性性能的影响.同时因为柔性铰链采用金属材料,只能产生小变形,作用力过大时会发生屈服,因此分析了柔性铰链在所能承受的最大作用力下的结构非线性,计算了铰链的线性工作范围,为柔性铰链在机构中的应用提供了一定的基础.     

内燃机活塞销的应力、应变计算分析

内燃机活塞工作时顶部承受很大的气体压力,它们通过活塞销座传给活塞销,再传给连杆。因此活塞销必须有足够的强度和耐磨性,随着内燃机不断强化,对活塞销强度的要求越来越高,对其进行强度分析也显得更为重要,特别是为活塞销开发提供理论支持;采用有限元分析软件计算模拟的方法在经验数据及基础理论的基础上建立计算模型对活塞销进行进行应力、应变计算分析,并通过相关试验结果进行模型验证;结果表明在气缸爆发压力16.5MPa条件下,活塞销材料满足强度与变形要求。