針對柔性微夾持器中柔性鉸鏈在工作中受到交變應力作用導致屈曲的問題,以圓形切口柔性鉸鏈為例,對其施加載荷后進行受力分析,推導出臨界力的計算公式。通過Ansys Workbench17.0對鉸鏈進行有限元屈曲分析,取第一階屈曲模態(tài),與利用推導公式得到的臨界力進行對比,誤差為0.23%,驗證了公式的準確性。引入正交試驗設計,找出影響臨界力的可控因子和噪聲因子并對其進行正交試驗設計。采用權(quán)重分析法,定量分析參數(shù)對臨界力的影響程度。研究結(jié)果表明各個參數(shù)對臨界力變化的作用所占的權(quán)重不一樣,為鉸鏈設計提供了理論基礎。 

【文章來源】：機床與液壓. 2020,48(15)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

柔性微夾持器

圖2為圓形柔性鉸鏈及其幾何參數(shù)示意圖,其中h(x)為柔性鉸鏈在x處的厚度,t為柔性鉸鏈切口處的最小厚度,θm為圓形鉸鏈所對應的圓心角,r為圓形鉸鏈對應圓的半徑,w為圓形鉸鏈的厚度。通過圓中微元劃分的方法,當圓形柔順鉸鏈受到外力彎矩M情況下,對圓形柔性鉸鏈進行受力分析[10]。根據(jù)材料力學可知,圓形柔性鉸鏈的中性面曲率半徑為

使用Ansys Workbench17.0對圓形柔性鉸鏈進行有限元分析,首先對圓形柔性鉸鏈進行有限元模型網(wǎng)格劃分,共1 440個單元7 013個節(jié)點,左端固定,右端施加100 N·mm的彎矩,進行有限元屈曲分析,得出第一階屈曲模態(tài)如圖3所示。圖3顯示載荷系數(shù)為1.975 3,從而計算得出圓形柔性鉸鏈在有限元分析下的臨界力為329.217 N。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]機器人化微納操作研究進展[J]. 袁帥,王越超,席寧,于海波,焦念東,于鵬,劉連慶.  科學通報. 2013(S2)
[2]直角切口柔性鉸鏈串聯(lián)支鏈的屈曲分析[J]. 宗光華,余志偉,畢樹生,于靖軍,孫明磊.  機械工程學報. 2007(06)
[3]柔性鉸鏈及其在精密并聯(lián)機器人中的應用[J]. 杜志江,董為,孫立寧.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2006(09)
[4]正交試驗設計的理論分析方法及應用[J]. 董如何,肖必華,方永水.  安徽建筑工業(yè)學院學報(自然科學版). 2004(06)



本文編號：3073835