S型柔性结构的柔度建模与验证分析

TH703; [目的]现有文献对柔性铰链的分析大多基于Euler-Bernoulli梁模型,忽略了剪切挠度的影响.为进行更精确的柔度计算,基于Timshenko梁模型和旋量变换理论,针对由直梁柔性单元组成的一般柔性机构建立了其柔度分析模型.[方法]以S型柔性结构为例进行柔度分析,研究了柔性结构的尺寸参数对柔度的影响;然后,利用有限元分析和实验测试平台对样件的平动柔度进行了测量.[结果]结果表明,解析值、仿真值和实验测量数据的符合性较好,最大相对误差为7.16%.以Timshenko梁模型和旋量变换理论为设计依据,设计者可根据柔性结构的柔度等要求确定几何参数.该柔性结构的研究对其他铰链的结构设计...

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Bibliographic Details
Published in机械传动 Vol. 49; no. 2; pp. 131 - 137
Main Authors 余明伟, 李宗轩, 张德福, 李清雅, 徐佳坤
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院大学,北京 100049 2025
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,长春 130033
中国科学院 天基动态快速光学成像技术重点实验室,长春 130033
中国科学院 天基动态快速光学成像技术重点实验室,长春 130033%中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,长春 130033
Subjects
Compliance matrix
柔性机构
Timshenko梁
Timshenko beam
Flexible mechanism
柔度矩阵
旋量变换
Screw theory
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ISSN1004-2539
DOI10.16578/j.issn.1004.2539.2025.02.017

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Summary:TH703; [目的]现有文献对柔性铰链的分析大多基于Euler-Bernoulli梁模型,忽略了剪切挠度的影响.为进行更精确的柔度计算,基于Timshenko梁模型和旋量变换理论,针对由直梁柔性单元组成的一般柔性机构建立了其柔度分析模型.[方法]以S型柔性结构为例进行柔度分析,研究了柔性结构的尺寸参数对柔度的影响;然后,利用有限元分析和实验测试平台对样件的平动柔度进行了测量.[结果]结果表明,解析值、仿真值和实验测量数据的符合性较好,最大相对误差为7.16%.以Timshenko梁模型和旋量变换理论为设计依据,设计者可根据柔性结构的柔度等要求确定几何参数.该柔性结构的研究对其他铰链的结构设计提供了新思路.
ISSN:1004-2539
DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2025.02.017