<正>1引言柔順零剛度恒力作用平臺在一個較大的運(yùn)動輸入范圍內(nèi)其輸出端產(chǎn)生的反作用力是^[1]保持不變的。現(xiàn)在的恒力作用平臺幾乎都是剛性恒力平臺,剛性恒力平臺都是通過組合線性彈簧作用不同方位上,或者改變線性彈簧彈性形變量,但是受剛性恒力平臺的復(fù)雜性和重量的限制,一般剛性恒力平臺適用于大型的支架與吊架等大型工程領(lǐng)域,而在常見的一些領(lǐng)域卻非常罕見,比如緩沖吸震 

【文章來源】：內(nèi)江科技. 2019,40(02)

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力—位移曲線

學(xué)術(shù)研討1431引言斜梁在屈曲過程中負(fù)剛度為：柔順零剛度恒力作用平臺在一個較大的運(yùn)動輸入范圍內(nèi)其輸出端產(chǎn)生的反作用力是[1]保持不變的�，F(xiàn)在的恒力作用平臺幾乎都故所設(shè)計(jì)的兩對斜梁負(fù)剛度約-132EBT3是剛性恒力平臺，剛性恒力平臺都是通過組/12L3。合線性彈簧作用不同方位上，或者改變線性3模型建立及分析彈簧彈性形變量，但是受剛性恒力平臺的復(fù)如圖2所示，利用三維繪圖軟件雜性和重量的限制，一般剛性恒力平臺適用（solidworks）對零剛度恒力作用平臺進(jìn)行于大型的支架與吊架等大型工程領(lǐng)域，而在三維建模，該模型由兩對斜梁和兩對直梁構(gòu)常見的一些領(lǐng)域卻非常罕見，比如緩沖吸震成，其基本尺寸有：斜梁長50mm，寬9裝置和夾具的末端執(zhí)行器均未考慮柔順零剛mm，厚1mm；直梁長22mm，寬9mm，厚[2]度恒力作用平臺的應(yīng)用，使用剛性恒力平1.1mm。臺不僅僅對被測物體傷害極大，而且對剛性恒力平臺使用壽命差生極大的威脅，嚴(yán)重的降低了恒力平臺的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。本文提供一種結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，穩(wěn)定性好的柔順零剛度恒力作用平臺，該平臺可以在一定的位移范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定的力輸出。2理論分析所設(shè)計(jì)的恒力作用平臺是具有零剛度結(jié)圖2恒力作用平臺三維模型構(gòu)，故利用正負(fù)剛度相抵消來產(chǎn)生零剛度結(jié)對上述建立的模型進(jìn)行有限元分析，其[3]構(gòu)，負(fù)剛度結(jié)構(gòu)采用雙穩(wěn)態(tài)梁結(jié)構(gòu)，正剛楊氏模量為2.3GMP，泊松比為0.394。由于度結(jié)構(gòu)采用對稱直梁結(jié)構(gòu)。雙穩(wěn)態(tài)梁隨著位受力板在受力過程中會發(fā)生一定的變形，這移增大，所施加的力先增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)屈曲點(diǎn)會使結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差，故將受力板設(shè)置后，力開始減校直梁隨著位移的增大，所成剛體。由于雙穩(wěn)態(tài)梁在受力過程中變形量施加的力一直增大。將負(fù)剛度結(jié)構(gòu)和正剛度比較大，在有限元分析中需要打開大變形選結(jié)構(gòu)并聯(lián)在一起?

差，故將受力板設(shè)置后，力開始減校直梁隨著位移的增大，所成剛體。由于雙穩(wěn)態(tài)梁在受力過程中變形量施加的力一直增大。將負(fù)剛度結(jié)構(gòu)和正剛度比較大，在有限元分析中需要打開大變形選結(jié)構(gòu)并聯(lián)在一起，作用力平臺就會出現(xiàn)零剛項(xiàng)，使得剛度矩陣可以在變形過程中不斷地度特性，此時作用力平臺會在一定的位移區(qū)的迭代求解，彌補(bǔ)了線性剛度矩陣中梁的的域內(nèi)，所施加的力會保持一個定值。其力—壓力不會對側(cè)向剛度有影響。模擬恒力作用位移曲線如圖1所示。平臺向下運(yùn)動6mm，作用平臺保持恒力區(qū)域在1mm~4.2mm，此時的恒力大小在29.7N。力位移如圖3所示。圖1力—位移曲線對于雙穩(wěn)態(tài)梁，根據(jù)據(jù)伯努利－歐拉梁理論：梁的剛度與與EI/L3成正比（其中I=BT3/12，即橫質(zhì)心軸外平面厚度為B的矩形截面面積的二階矩），即：圖3恒力作用平臺力—位移圖4優(yōu)化分析由于是非線性約束優(yōu)化問題，故采用非式中：E為材料的彈性模量，B為梁的寬度，線性二次規(guī)劃方法進(jìn)行優(yōu)化求解。優(yōu)化前后T為梁的厚度，L為梁的長度。的數(shù)據(jù)如表1所示�？梢钥闯鰧τ诹河绊懫鋭偠葏�(shù)有四個參數(shù)，雙穩(wěn)態(tài)梁與水平面之間的傾角很小，對梁的剛度沒有影響。無量綱負(fù)剛度幅值在33附近是一個常數(shù)。對于這個值，只是將無量程剛度進(jìn)行去規(guī)范化，將其乘以數(shù)EI/L3表1（=EB(T/L)3/12），從而得到任意一根固定優(yōu)化后得到的恒力區(qū)域（下轉(zhuǎn)155頁）基于柔順雙穩(wěn)態(tài)零剛度恒力作用平臺優(yōu)化分析◇安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院張杰劉坤

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]被動式恒力緩沖裝置的設(shè)計(jì)與性能研究[J]. 張春輝,汪玉,杜儉業(yè),溫肇東.  振動與沖擊. 2015(13)



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