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交叉簧片柔性铰链设计
被引量：
8
1
作者
吴昊
李宗轩
+2 位作者
张德福
李清雅
李云峰
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期1203-1209,共7页
针对某光学仪器对光学元件柔性支撑的要求,提出了一种新型交叉簧片型柔性铰链,利用卡氏第二定理研究了设计方法。首先,利用卡氏第二定理推导交叉簧片型柔性铰链的柔度计算公式,确定铰链的轴向刚度与转动刚度,分析了直梁长度、直梁高度...
针对某光学仪器对光学元件柔性支撑的要求,提出了一种新型交叉簧片型柔性铰链,利用卡氏第二定理研究了设计方法。首先,利用卡氏第二定理推导交叉簧片型柔性铰链的柔度计算公式,确定铰链的轴向刚度与转动刚度,分析了直梁长度、直梁高度和空心圆柱壁厚对其刚度的影响;然后,进行了实例设计,并利用有限元软件进行了分析;最后,搭建光学测试平台,对实例进行了转动角度和转动刚度的测量。结果表明:解析解、仿真解和实验测量数据一致性较好,最大相对误差为8.7%。使用卡氏第二定理作为设计工具,设计者可根据交叉簧片柔性铰链的刚度与结构应力等要求确定几何参数,而且交叉簧片柔性铰链的设计为其他铰链的结构形式提供了新的思路。
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关键词
交叉簧片柔性铰链
有限元分析
卡氏第二定理
转动刚度
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职称材料
不同参数对交叉簧片型柔性铰链刚度特性的影响
被引量：
3
2
作者
左皓琛
梁松
闫明
《机电工程》
CAS
北大核心
2023年第11期1727-1734,共8页
在柔性铰链刚度特性分析方面,目前的分析方法大多是针对线性小变形的柔性铰链刚度特性,且没有全面地考虑不同参数对柔性铰链刚度的影响。关于大变形柔性铰链的刚度分析方法的研究也不多见。为了解决大变形交叉簧片型柔性铰链的刚度特性...
在柔性铰链刚度特性分析方面,目前的分析方法大多是针对线性小变形的柔性铰链刚度特性,且没有全面地考虑不同参数对柔性铰链刚度的影响。关于大变形柔性铰链的刚度分析方法的研究也不多见。为了解决大变形交叉簧片型柔性铰链的刚度特性研究方法不足等问题,采用了理论分析、有限元模拟和实验测量3种分析方法,对柔性铰链的刚度特性进行了研究。首先,基于欧拉伯努利梁对交叉簧片型柔性铰链进行了理论分析,建立了非线性大变形力学模型,并用L-M数值迭代法进行了求解,分析了柔性铰链的垂直、水平和旋转刚度,并研究了不同几何参数和载荷对刚度的影响;然后,选择了7组不同柔性铰链参数,建立了柔性铰链的有限元分析模型,设计了可调节几何参数和施加复合载荷的柔性铰链刚度特性测量平台;最后,使用理论分析、有限元模拟和实验测量3种方法对柔性铰链刚度特性进行了分析与研究。研究结果表明:3种方法对柔性铰链的刚度分析结果总体的误差小于9%,证明了该方法是有效的;其中,柔性铰链的旋转刚度远小于水平刚度和垂直刚度,且随着载荷的增加产生了非线性;在影响因素方面,水平载荷和交叉系数对旋转刚度影响较大,垂直载荷和交叉角度对旋转刚度影响较小。该研究结果可为大变形柔性铰链在隔振系统的应用提供一定的参考。
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关键词
链传动
隔振系统
交叉
簧片
型
柔性
铰链
非线性大变形
刚度特性分析方法
旋转刚度
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职称材料
基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计
被引量：
5
3
作者
魏传新
陈洪达
尹达一
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2016年第10期169-177,共9页
为提升一种新型交叉簧片柔性微位移机构的动力学性能,采用响应曲面优化分析对微位移结构参数进行多目标优化设计。首先建立机构的FEA参数化模型,分析机构的工作原理,利用ANSYS对微位移机构进行动力学分析;确定微位移机构的性能指标参数...
为提升一种新型交叉簧片柔性微位移机构的动力学性能,采用响应曲面优化分析对微位移结构参数进行多目标优化设计。首先建立机构的FEA参数化模型,分析机构的工作原理,利用ANSYS对微位移机构进行动力学分析;确定微位移机构的性能指标参数;采用内切中心复合设计法建立响应曲面模型,确定优化设计参数;以交叉铰链簧片厚度作为优化设计变量,前三阶频率作为目标函数,微位移刚度作为约束函数,采用非线性二次规划算法建立多目标参数优化模型,在优化推荐的三个最优解中进行修正,得到最终的设计方案。比较优化前后微位移机构的性能指标,在机构刚度不变的情况下,一阶频率提升80%,二、三阶频率提升4%。研究得出以下结论,簧片厚度对微位移机构动力学性能影响呈正相关,且不同节点处簧片厚度影响不同,采用该优化设计方案有效提升了机构的动力学性能。
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关键词
交叉簧片柔性铰链
响应曲面
内切中心复合设计
非线性二次规划算法
优化设计
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职称材料
题名
交叉簧片柔性铰链设计
被引量：
8
1
作者
吴昊
李宗轩
张德福
李清雅
李云峰
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期1203-1209,共7页
基金
国家自然科学基金(62005275)。
文摘
针对某光学仪器对光学元件柔性支撑的要求,提出了一种新型交叉簧片型柔性铰链,利用卡氏第二定理研究了设计方法。首先,利用卡氏第二定理推导交叉簧片型柔性铰链的柔度计算公式,确定铰链的轴向刚度与转动刚度,分析了直梁长度、直梁高度和空心圆柱壁厚对其刚度的影响;然后,进行了实例设计,并利用有限元软件进行了分析;最后,搭建光学测试平台,对实例进行了转动角度和转动刚度的测量。结果表明:解析解、仿真解和实验测量数据一致性较好,最大相对误差为8.7%。使用卡氏第二定理作为设计工具,设计者可根据交叉簧片柔性铰链的刚度与结构应力等要求确定几何参数,而且交叉簧片柔性铰链的设计为其他铰链的结构形式提供了新的思路。
关键词
交叉簧片柔性铰链
有限元分析
卡氏第二定理
转动刚度
Keywords
cross-spring flexural hinge
finite element analysis
the Castigliano's second theorem
rotational stiffness
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
不同参数对交叉簧片型柔性铰链刚度特性的影响
被引量：
3
2
作者
左皓琛
梁松
闫明
机构
沈阳工业大学机械工程学院
辽宁省冲击防护与损伤评估技术工程研究中心
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2023年第11期1727-1734,共8页
基金
国防科技创新特区项目(20-163-00-TS-006-002-01)
辽宁省教育厅高校科研基金资助项目(LJKZ0111)。
文摘
在柔性铰链刚度特性分析方面,目前的分析方法大多是针对线性小变形的柔性铰链刚度特性,且没有全面地考虑不同参数对柔性铰链刚度的影响。关于大变形柔性铰链的刚度分析方法的研究也不多见。为了解决大变形交叉簧片型柔性铰链的刚度特性研究方法不足等问题,采用了理论分析、有限元模拟和实验测量3种分析方法,对柔性铰链的刚度特性进行了研究。首先,基于欧拉伯努利梁对交叉簧片型柔性铰链进行了理论分析,建立了非线性大变形力学模型,并用L-M数值迭代法进行了求解,分析了柔性铰链的垂直、水平和旋转刚度,并研究了不同几何参数和载荷对刚度的影响;然后,选择了7组不同柔性铰链参数,建立了柔性铰链的有限元分析模型,设计了可调节几何参数和施加复合载荷的柔性铰链刚度特性测量平台;最后,使用理论分析、有限元模拟和实验测量3种方法对柔性铰链刚度特性进行了分析与研究。研究结果表明:3种方法对柔性铰链的刚度分析结果总体的误差小于9%,证明了该方法是有效的;其中,柔性铰链的旋转刚度远小于水平刚度和垂直刚度,且随着载荷的增加产生了非线性;在影响因素方面,水平载荷和交叉系数对旋转刚度影响较大,垂直载荷和交叉角度对旋转刚度影响较小。该研究结果可为大变形柔性铰链在隔振系统的应用提供一定的参考。
关键词
链传动
隔振系统
交叉
簧片
型
柔性
铰链
非线性大变形
刚度特性分析方法
旋转刚度
Keywords
chain transmission
vibration isolation system
cross-spring flexure pivots
nonlinear large deformation
stiffness characteristics analysis methods
rotational stiffness
分类号
TH132.45 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计
被引量：
5
3
作者
魏传新
陈洪达
尹达一
机构
中国科学院大学
中国科学院上海技术物理研究所
中国科学院红外探测与成像技术重点实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2016年第10期169-177,共9页
基金
国家自然科学基金(40776100)
文摘
为提升一种新型交叉簧片柔性微位移机构的动力学性能,采用响应曲面优化分析对微位移结构参数进行多目标优化设计。首先建立机构的FEA参数化模型,分析机构的工作原理,利用ANSYS对微位移机构进行动力学分析;确定微位移机构的性能指标参数;采用内切中心复合设计法建立响应曲面模型,确定优化设计参数;以交叉铰链簧片厚度作为优化设计变量,前三阶频率作为目标函数,微位移刚度作为约束函数,采用非线性二次规划算法建立多目标参数优化模型,在优化推荐的三个最优解中进行修正,得到最终的设计方案。比较优化前后微位移机构的性能指标,在机构刚度不变的情况下,一阶频率提升80%,二、三阶频率提升4%。研究得出以下结论,簧片厚度对微位移机构动力学性能影响呈正相关,且不同节点处簧片厚度影响不同,采用该优化设计方案有效提升了机构的动力学性能。
关键词
交叉簧片柔性铰链
响应曲面
内切中心复合设计
非线性二次规划算法
优化设计
Keywords
cross-spring pivot
response surface methodology
inscribed central composite designs
NLPQL
optimization design
分类号
TH702 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
交叉簧片柔性铰链设计
吴昊
李宗轩
张德福
李清雅
李云峰
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
不同参数对交叉簧片型柔性铰链刚度特性的影响
左皓琛
梁松
闫明
《机电工程》
CAS
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计
魏传新
陈洪达
尹达一
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2016
5
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职称材料
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