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基于半圆型波纹周期梁的柔顺恒力机构优化设计
被引量:
1
1
作者
刘敏
袁奇
+2 位作者
张佳
占金青
吴剑
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期449-458,共10页
为了解决柔顺恒力机构中正刚度模块的几何非线性问题,基于半圆型波纹周期梁设计了正刚度模块,负刚度模块采用双稳态梁,利用正负刚度叠加原理设计了柔顺恒力机构。采用莫尔积分法和柔度矩阵法建立了正刚度模块的理论模型,采用椭圆积分法...
为了解决柔顺恒力机构中正刚度模块的几何非线性问题,基于半圆型波纹周期梁设计了正刚度模块,负刚度模块采用双稳态梁,利用正负刚度叠加原理设计了柔顺恒力机构。采用莫尔积分法和柔度矩阵法建立了正刚度模块的理论模型,采用椭圆积分法建立了负刚度模块的理论模型,并通过ANSYS有限元仿真软件分析了柔顺恒力机构的力-位移曲线以验证理论模型,两者相对误差在10%以内。为了扩大恒力区间范围,采用响应面法对柔顺恒力机构的几何参数进行优化,并对影响恒力范围的几何参数进行了灵敏度分析。利用3D打印技术加工柔顺恒力机构样机进行实验验证,实验结果表明,机构能在输入位移1.1~6.2 mm的范围内保持约18.8 N的恒力,验证了所设计的柔顺恒力机构的可行性、优化方法的有效性和理论模型的准确性。
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关键词
柔顺恒力机构
半圆型波纹周期梁
双稳态
梁
莫尔积分法
椭圆积分法
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职称材料
题名
基于半圆型波纹周期梁的柔顺恒力机构优化设计
被引量:
1
1
作者
刘敏
袁奇
张佳
占金青
吴剑
机构
华东交通大学机电与车辆工程学院
中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期449-458,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52165002、52065019)
江西省自然科学基金项目(20202ACBL214013、20224BAB204041)
+1 种基金
中国博士后科学基金项目(2022M723189)
江西省教育厅科技项目(GJJ2200628)。
文摘
为了解决柔顺恒力机构中正刚度模块的几何非线性问题,基于半圆型波纹周期梁设计了正刚度模块,负刚度模块采用双稳态梁,利用正负刚度叠加原理设计了柔顺恒力机构。采用莫尔积分法和柔度矩阵法建立了正刚度模块的理论模型,采用椭圆积分法建立了负刚度模块的理论模型,并通过ANSYS有限元仿真软件分析了柔顺恒力机构的力-位移曲线以验证理论模型,两者相对误差在10%以内。为了扩大恒力区间范围,采用响应面法对柔顺恒力机构的几何参数进行优化,并对影响恒力范围的几何参数进行了灵敏度分析。利用3D打印技术加工柔顺恒力机构样机进行实验验证,实验结果表明,机构能在输入位移1.1~6.2 mm的范围内保持约18.8 N的恒力,验证了所设计的柔顺恒力机构的可行性、优化方法的有效性和理论模型的准确性。
关键词
柔顺恒力机构
半圆型波纹周期梁
双稳态
梁
莫尔积分法
椭圆积分法
Keywords
compliant constant-force mechanism
semicircular corrugated periodic beam
bistable beam
Mohr integral method
elliptic integral method
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于半圆型波纹周期梁的柔顺恒力机构优化设计
刘敏
袁奇
张佳
占金青
吴剑
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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