由于柔性懸臂梁在實(shí)際工程中具有獨(dú)特的優(yōu)勢,現(xiàn)在已逐漸成為微電子系統(tǒng)（MEMS）、航天航空、建筑工程和橋梁等各個(gè)領(lǐng)域重要的一部分。針對柔性懸臂梁在實(shí)際工況下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的失效,結(jié)構(gòu)復(fù)雜化以及參數(shù)不確定性的情況下,本文提出了一種將結(jié)構(gòu)的各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)在臨界值的顯著性應(yīng)用到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的新方法,從而使柔性懸臂梁達(dá)到輕量化效果,降低了材料損耗和生產(chǎn)成本,也提升了其承載性能,起到了預(yù)防屈曲失效的效果,為今后的工程設(shè)計(jì)中提供了理論基礎(chǔ),以薄壁柔性懸臂梁作為研究對象開展以下工作:（1）針對薄壁柔性懸臂梁本身的屈曲失效問題,首先,用有限元軟件ANSYS Workbench對閉口矩形薄壁柔性懸臂梁進(jìn)行線性屈曲分析,結(jié)合弧長法再對其進(jìn)行非線性屈曲分析,兩者之間的誤差很小;其次,對柔性懸臂梁類型進(jìn)行對比分析,為懸臂梁選材方面提供了依據(jù);最后,對閉口矩形薄壁柔性懸臂梁和圓形薄壁柔性懸臂梁進(jìn)行屈曲失效分析,找出屈曲失效的影響因素,分析屈曲失效原因,為預(yù)防屈曲失效奠定了基礎(chǔ)。（2）針對薄壁柔性懸臂梁在工程機(jī)械中受到的屈曲問題,以閉口矩形薄壁柔性懸臂梁為例。在施加載荷下對其進(jìn)行受力分析,得出了臨界值的理論推導(dǎo)計(jì)算公式。... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2分支點(diǎn)屈曲

屈曲分析可以劃分為分支點(diǎn)屈曲分析和極值點(diǎn)屈曲分析[50]，如圖2.2和圖2.3所示，P 為施加負(fù)載， u 為變形位移。分支點(diǎn)屈曲分析是在無缺陷情況下，隨著位移的增加達(dá)到平衡狀態(tài)，隨著位移繼續(xù)增加可能會(huì)處于任一個(gè)平衡狀態(tài)，視為分支點(diǎn)屈曲[51]。第二種屈曲表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況下，隨著位移的變化下，不存在任何新的變化，平衡狀態(tài)也是趨于平穩(wěn)，這種不穩(wěn)定叫極值點(diǎn)屈曲[52]。圖 2.2 分支點(diǎn)屈曲 圖 2.3 極值點(diǎn)屈曲分叉點(diǎn)和極值點(diǎn)都屬于結(jié)構(gòu)的臨界點(diǎn)，兩者相同的地方：齊次方程有非零解。0tK （2.7）區(qū)別在于：于極值點(diǎn)來說 ( )tf R K

3.5 案例分析當(dāng)前，針對柔性懸臂梁屈曲失效問題分析有三種方法：解析法、實(shí)驗(yàn)法、有限元法。使用解析法必須建立在多種假設(shè)問題的基礎(chǔ)上，計(jì)算出來的解準(zhǔn)確性并不高。實(shí)驗(yàn)法是早期研究柔順機(jī)構(gòu)一種很普遍的實(shí)驗(yàn)方法，因?yàn)閷Y(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)中所得出的數(shù)據(jù)都是瞬間產(chǎn)生的，在采集數(shù)據(jù)上有很大的難度，所以實(shí)驗(yàn)法有很大的局限性�，F(xiàn)代科技不斷的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)和仿真軟件層出不窮，有限元法就被人們大量的使用，使用有限元法操作簡單，結(jié)構(gòu)模型相對要求低，運(yùn)算速度快和精度也相對比較高，深受現(xiàn)在人們的喜愛[63]。以閉口矩形薄壁柔性懸臂梁為例，材質(zhì)為鋁合金，尺寸參數(shù)懸臂梁截面長a 150mm，寬為 b 100mm，截面所有壁厚都為 t 10mm，懸臂梁長度為l 600mm，彈性模量為 E 69608MPa，屈服極限為 280Mpa，泊松比為 0.33，截面一端約束，另一端施加軸向載荷力，對閉口矩形薄壁柔性懸臂梁進(jìn)行線性屈曲分析，圖 3.5 是線性屈曲分析流程圖。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[3]基于小波分析的梁橋結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 劉海兵.大連理工大學(xué) 2006
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本文編號：3454760