【摘要】：為了減小溫度效應(yīng)對(duì)柔順機(jī)構(gòu)的影響,比較分析直梁、直圓、橢圓和拋物線型4種典型柔性鉸鏈的溫度效應(yīng),以便合理選取柔性鉸鏈設(shè)計(jì)柔順機(jī)構(gòu)。將柔性鉸鏈劃分為2個(gè)變截面梁?jiǎn)卧?計(jì)入溫度變化產(chǎn)生的初應(yīng)變,采用最小勢(shì)能原理推導(dǎo)出4種柔性鉸鏈的熱載荷向量和剛度矩陣,采用拉格郎日方程得出其質(zhì)量矩陣,得出鉸鏈的力學(xué)模型�；谌嵝糟q鏈的有限元模型,并以柔順?biāo)臈U機(jī)構(gòu)為算例,分別對(duì)基于4種柔性鉸鏈的柔順機(jī)構(gòu)的精度、熱應(yīng)力和熱振動(dòng)進(jìn)行比較分析,分析結(jié)果表明:直圓型鉸鏈的熱誤差最大,拋物線型次之,橢圓型和直梁型最小;所受熱應(yīng)力由大到小的順序?yàn)橹眻A、橢圓、拋物線和直梁型鉸鏈;直梁型柔性鉸鏈的熱振動(dòng)諧振頻率最小,直圓型和橢圓型次之,拋物線型最大,說(shuō)明直梁型柔性鉸鏈更容易受動(dòng)態(tài)溫度變化影響,但拋物線型在諧振頻率處的幅值最大,拋物線型鉸鏈熱振動(dòng)更大。
[Abstract]:In order to reduce the influence of temperature effect on compliance mechanism, the temperature effects of four typical flexible hinges, straight beam, straight circle, elliptical and parabola, are compared and analyzed, so as to reasonably select the flexible hinge to design the compliant mechanism. The flexible hinge is divided into two beam elements with variable cross section, and the initial strain caused by temperature change is taken into account. The thermal load vector and stiffness matrix of four kinds of flexible hinge are derived by using the principle of minimum potential energy, and the mass matrix is obtained by Lagrangian equation. The mechanical model of the hinge is obtained. Based on the finite element model of flexible hinge, and taking the compliant four-bar mechanism as an example, the accuracy, thermal stress and thermal vibration of the compliant mechanism based on four kinds of flexible hinge are compared and analyzed. The results show that the thermal error of the straight circular hinge is the largest, the parabola type is the second, and the elliptical type and the straight beam type are the smallest. The order of thermal stress from large to small is straight circle, ellipse, parabola and straight beam hinge. The thermal vibration resonance frequency of straight beam flexible hinge is the smallest, the straight circle type and elliptical type are the second, and the parabola type is the largest, which indicates that the straight beam flexible hinge is more easily affected by dynamic temperature change, but the amplitude of parabola type is the largest at the resonance frequency. The thermal vibration of parabola hinges is greater.
【作者單位】： 江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51265016) 江西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20122BAB216029)資助~~
【分類號(hào)】：TH112

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本文編號(hào)：2477225