為研究彈性伸桿的力學性能,對其壓平、拉平過程中的能量與外載荷的變化以及剛度進行了分析.首先對彈性伸桿的剛度進行了理論分析,找出了影響彈性伸桿剛度的參數(shù).之后通過ABAQUS對彈性伸桿的拉平與壓平的過程進行了仿真分析,并運用控制變量法分析了各項參數(shù)對剛度的影響.仿真結果表明,拉平與壓平過程中的能量變化基本一致,而壓平所需要的外載荷較小.增大彈性伸桿的弧段半徑、鋪層數(shù)量和中心距,相同載荷下的彈性伸桿的變形量會逐漸降低.通過對仿真結果的分析可知,在拉平與壓平的開始階段外載荷較小,外載荷的峰值出現(xiàn)在拉平與壓平的最終階段,增大彈性伸桿的弧段半徑、中心距和鋪層數(shù)量能夠有效提高彈性伸桿的剛度.

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【部分圖文】：

圖1彈性伸桿外形圖

彈性伸桿由上下兩片近似“Ω”型的薄殼肋片粘合而成,橫截面呈中空、薄壁、對稱透鏡狀,其外形如圖1所示,工作原理如圖2所示,彈性伸桿的初始態(tài)如圖2(a)所示,收起時拉緊塊將彈性伸桿根部拉平(圖2(b)),然后滾子將彈性伸桿的過渡段壓平,最后將彈性伸桿纏繞在滾筒上(圖2(c)),展開過....

圖2彈性伸桿的工作原理

圖1彈性伸桿外形圖彈性伸桿的截面如圖3所示,其中,α為弧段2的弧度,β為其余弧段的弧度,R為弧段的半徑,l為側邊寬度,L為截面寬度.

圖3彈性伸桿截面圖

彈性伸桿的截面如圖3所示,其中,α為弧段2的弧度,β為其余弧段的弧度,R為弧段的半徑,l為側邊寬度,L為截面寬度.彈性伸桿鼓起時的寬度為

圖4彈性伸桿彎曲變形圖

彈性伸桿在工作時處于完全展開狀態(tài),充當結構件,因此不需要考慮大變形的因素,可視為一端固定、一端自由的懸臂梁,受力與變形如圖4所示,受力與變形的關系如式(5)所示.{Μ(x)=-Ρx,EΙy?=-Ρx,EΙy′=-Ρ2x2+C,EΙy=-Ρ6x3....

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