提出了一种新型幂函数正弦柔性铰链,利用卡氏第二定理推导了柔性铰链的柔度与转动精度计算公式,并取不同参数值对柔度和转动精度进行了有限元仿真分析和理论值计算,相对误差在10%以内,验证了计算公式的正确性;分析了柔性铰链的曲线方程参数对铰链性能的影响。结果表明,最小厚度对柔性铰链的性能影响最大。此外,将椭圆、双曲线与新型铰链进行了对比。结果表明,椭圆柔性铰链的柔度最大,但是转动精度最小;双曲线柔性铰链的转动精度最大,但是柔度最小。通过引入柔度精度比β,分析对比得知,在相同L的情况下,改变d,幂函数正弦柔性铰链的β值分别比椭圆和双曲线柔性铰链平均提高了2.68倍和1.237倍;在相同d的情况下,改变L,幂函数正弦柔性铰链的β值分别比椭圆和双曲线柔性铰链平均提高了2.60倍和1.18倍。表明幂函数正弦柔性铰链的综合性能更有...

基于大柔度混合柔性铰链设计理念,提出了一种非对称式直圆摆线混合柔性铰链,并对其力学特性进行了研究。基于悬臂梁弯曲理论和微元法下的胡克定律,通过选取合适的积分变量与中间变量,得到较为简洁的转动柔度和拉伸柔度的计算公式,并给出了最大应力的计算公式;讨论了转动柔度和最大应力随参数的变化趋势,比较了结构参数对转动柔度和最大应力影响的显著程度。结果表明,转动柔度、拉伸柔度和最大应力解析式的最大误差分别在7%、5%和5%以内;转动柔度与弹性模量、宽度和最小厚度成反比,与直圆半径和拱高参数成正比,且对最小厚度的变化最为敏感,宽度次之,拱高参数和直圆半径最弱;最大应力与宽度、最小厚度和直圆半径成反比,且对最小厚度的变化最为敏感,宽度次之,直圆半径最弱。

国内很多教科书上都有"压杆的柔度越大,越容易失稳"这一结论,本文通过例子证明这一结论的不正确性,并得出了正确结论.

本文介绍了计算机在压杆稳定校核与截面设计中的应用。旨在培养学生运用计算机解决工程实际问题的能力。

作为一种高精度的微动机构,柔性铰链机构已经在多个工业领域得到应用。该文针对平面柔性铰链机构,对机构设计中柔度计算方法进行了研究。在分析了一般柔性铰链的柔度计算方法的基础上,利用虚功原理,推导出单个铰链的变形/受力相较于整个机构的变形/受力的关系;利用矩阵分析方法,结合串联机构和并联机构的单元与终端的变形/受力的互逆形式的传递规律,分别获得了简洁的串并联柔性铰链机构的柔度计算公式。针对3种典型的串并联柔性铰链机构,进行了柔度计算和不同机构参数与各方向柔度关系的分析,并利用经典的有限元法进行了对比仿真实验。实验结果表明该方法的计算结果与有限元法最大相差7%,平均相差3%。这表明该方法能够为平面柔性铰链机构的设计和结构优化提供参考。

针对两种仪器化压入仪和两种代表性压入测试方法：Oliver—Pharr方法和Ma方法，通过有限元数值模拟分析了仪器柔度标定误差对2种仪器和两种方法测试精度的影响。结果表明仪器柔度的标定精度直接影响压入测试结果的准确度，仪器柔度越小，测试精度越高；就测试方法而言，Ma方法具有比Oliver-Pharr方法更高的精度和更低的仪器柔度敏感性；对同一材料，压入深度越大，由仪器柔度标定误差引入的压入测试结果误差越大；当材料较硬且压入深度较大时仪器柔度的标定尤为重要，小量的标定误差导致测试结果严重偏离真值，甚至为负值。

为了满足精密仪器连接部件的柔度和强度需求，以切口曲线为二次曲面和圆柱面的相贯线的柔性铰为例，研究了一类空间曲线切口式柔性铰的设计方法。推导了此类柔性铰转动柔度的一般设计计算公式，分析了设计参数对柔度特性的影响，在此基础上提出了此类柔性铰的设计方法。依据提出的方法设计了空间曲线切口式柔性铰，并利用有限元分析方法对设计实例进行了柔度和强度校核，同时建立了模态实验系统识别其柔度。结果表明，两种柔度校核结果与设计计算公式结果吻合较好，最大误差不超过5％，验证了设计方法的有效性，为此类柔性铰应用于精密仪器的工程设计提供了参考。此外，文中给出的有限元建模分析方法以及试验测试方法也可用于相同类型的精密构件的力学特性研究与分析。

针对静态多工况刚度和动态振动频率为目标的多目标优化问题,对广义平均距离公式做了研究,并且将其理论应用在结构多目标优化问题中。通过对平均距离公式中的变量赋予不同的参数,最终灵活地构建出不同的目标函数数学模型;采用加权平均的方法确定刚度和频率的综合目标函数。通过一个实例对其建立的目标函数进行验证,并将在随机抽出的四种目标函数在结果上做了简单对比。研究结果表明,采用目标函数一和目标函数四使第一阶固有频率增加了11.22%,采用目标函数二和目标函数三分别使第一阶固有频率提高了24.02%和22.98%,同时优化后各工况的最后的柔度数值结果基本相同,从而说明了广义平均距离公式思想在构建多目标结构优化数学模型上的可行性和灵活多变性。

设计出一种新型多轴柔性铰链——直圆导角复合型多轴柔性铰链,以卡氏第二定理为理论基础,推导了柔度计算式。利用所得结果进行实例计算,并进行有限元分析,通过结果对比验证了计算式的正确性。定义了铰链的厚长比λ,分析了柔度相对误差与λ之间的关系。利用所得柔度计算式,分析了铰链结构参数对其柔度的影响。通过与直圆型多轴柔性铰链的对比,得出直圆导角复合型多轴柔性铰链的转动能力与对载荷的敏感性均优于前者的结论。

为了改善反射镜在环境温度波动情况下的面形精度下降问题,设计了一种联杆型双轴Bipod柔性支撑结构,并基于柔度理论对它进行了参量优化。首先,对支撑结构的柔度进行了分析和计算,推导出柔性支腿以及反射镜组件的柔度理论公式。然后,以保证反射镜轴向支撑刚度和卸载能力为目的,计算得到一组针对口径为200mm反射镜的柔性支撑结构尺寸参数。最后,通过有限元分析和振动试验,对支撑结构的柔度公式、动态特性、温度适应性进行了分析验证。分析结果显示,在一定作用力下,柔性支腿的理论值与有限元分析值的误差在10%以内;振动试验得到组件的一阶频率为358.5Hz,与理论计算值的相对误差为8.8%;在20℃温差下,反射镜面形精度为7.7nm（rms）。试验结果验证了理论模型的有效性,同时说明Bipod柔性支撑结构能够降低温度波动对反射镜面形的影响。