双轴柔性铰链转动柔度的计算与分析

利用力学和微积分基本公式推导了双轴柔性铰链转动柔度的一般设计计算公式.在此基础上得到了常用的直圆双轴柔性铰链转动柔度的设计计算公式.利用该公式定量地分析了柔性铰链参数对转角柔度的影响.同时针对多个不同尺寸的直圆双轴柔性铰链,采用推出的公式、Paros公式和有限元法进行计算,三种计算方法的结果吻合很好.由此说明了推出的计算公式的正确性和简洁性.     

双轴柔性铰链柔度的设计计算

文章利用能量法推导了双轴柔性铰链柔度的系列设计计算公式,在此基础上得到了常用的直圆双轴柔性铰链柔度的设计计算公式.针对多个不同尺寸的双轴柔性铰链,采用推出的计算公式、J.M Paros公式进行计算,2种计算方法的结果吻合很好,由此说明了推出的计算公式的正确性和简洁性.     

单轴对称型柔性铰链的有限元分析

对几种常用的单轴对称型柔性铰链的内部应力和转动柔度进行有限元分析比较,该方法分析了在柔性铰链最小厚度相同的情况下,切口形状和大小对柔性铰链的内部应力和转动柔度的影响,对微位移机构中柔性铰链的设计应用具有实际的数据参考价值。     

广义圆锥倒角V型柔性铰链设计与分析

设计了一种新型的广义圆锥倒角V型柔性铰链,铰链切口由圆锥曲线及其切线构成,铰链具体类型包括抛物线倒角V型、椭圆倒角V型、双曲线倒角V型、抛物线型、椭圆弧型、双曲线型和直梁型.以极角θ作为变量推导此类柔性铰链的柔度方程.通过有限元分析和实验研究验证了理论模型的正确性和有效性.分析了设计参数对柔性铰链柔度的影响规律,结果表...     

一种大转角柔性铰链的设计与分析

针对单自由度转动柔性铰链设计方法不完善和转角不足的问题,基于自由度约束拓扑(FACT)理论,提出了杆、板约束下柔性铰链的设计思路,并以此为基础设计了一种大转角柔性铰链。基于约束空间、交点和交距的概念,依据约束所在位置的不同,对杆约束条件下的单自由度转动柔性铰链进行了分类,并提出了杆约束的添加思路,此思路可应用于杆约束条件下柔性铰链的设计;基于板约束和杆约束的相互关系,考虑板约束位置和变形形式对柔性铰链的不同影响,对板约束条件下的单自由度转动柔性铰链进行了分类,给出了板约束的添加思路,并且应用于弯曲相交柔性铰链和扭转不相交柔性铰链的设计。通过对这2种铰链的串联组合,得到了一种大转角单自由度转动柔性铰链。有限元仿真分析结果表明,当安全系数为12时,该柔性铰链的转角可达到±20°,径向平移刚度为43.20N/m。该柔性铰链具有较大的转角和平移刚度,经过对比分析,可知其转角优于现有柔性铰链。     

基于LEMs的平面抗拉压柔性内铰链设计

针对平板折展(LET)柔性内铰链不适宜承受轴向拉力和压力的问题,提出了一种平面抗拉压柔性内铰链.首先,基于反演原则,设计了平面抗拉压柔性内铰链的外形结构;其次,推导了该柔性铰链的弯曲等效刚度与拉压等效刚度的闭式解析式,并用有限元软件对两个闭式解析式进行校验,分析结果显示封闭解与有限元结果的偏差分别小于1.76%和4.75%,从而验证了上述刚度闭式解析式的正确性;然后,利用转动轴心漂移量对平面抗拉压柔性内铰链的转动精度进行了分析;最后,将平面抗拉压柔性内铰链和LET柔性内铰链的各项性能进行比较.结果表明:在外形尺寸一致的情况下平面抗拉压柔性内铰链的弯曲刚度仅是LET柔性内铰链的1.19倍,而拉压刚度和转动轴心漂移量却分别为其19.15~27.70倍和88%;在弯曲刚度没有明显变化的前提下,平面抗拉压柔性内铰链的拉压刚度及转动精度均有显著提高.     

椭圆型柔性铰链闭式扭转柔度研究

针对变矩形截面梁扭转柔度难以解析求解问题,基于矩形截面梁扭转柔度公式及利用微分和积分思想,采用非线性曲线拟合方法得到了可用于推导变矩形截面梁闭式扭转柔度的设计公式,解决了变矩形截面梁扭转柔度不可积或可积情况下精度较低的问题,并用于解析推导椭圆型柔性铰链闭式扭转柔度公式.通过数值算例和有限元对闭式解析结果进行验证,并分析了结构参数对柔性铰链扭转柔度的影响,结果表明:闭式解与数值解结果一致,与有限元结果相比相对误差小于7.5%,且当铰链宽度和最小槽口厚度较小时对扭转柔度的影响较大,从而为变矩形截面柔性铰链受扭转力矩时的尺寸优化及结构设计奠定理论基础.     

单轴柔性铰链设计方法研究

针对微机电系统中常用单轴柔性铰链机构原始理论设计的复杂性 ,提出了简洁而准确的单轴柔性铰链设计计算方法。从基础理论出发推导出了柔性铰链刚度及转角设计公式 ,分析了柔性铰链设计中结构参数与性能的关系。通过一种压电驱动微动工作台设计实例分析了单轴柔性铰链机构在微机电系统中的应用。实践证明了该方法的简便、可靠与实效性     

柔性铰链微夹持机构的位移放大倍数计算

《西安交通大学学报》2004年第5期发表的《柔性铰链微夹持机构的研究》一文中，对所设计的柔性铰链微夹持机构进行了研究，由于理论计算中将柔性铰链视为理想铰链，导致计算的位移放大倍数与实验数据存在很大的出入实际上只需用材料力学的基本理论以及文献[1]给出的柔性铰链计算公式，即可准确地计算出该夹持机构的放大倍数，具体分析如下。     

基于冲量激励的柔性铰链振动分析

柔性铰链机构被认为是实现精密位移传动的重要途径。对一种由柔性铰链和单级杠杆放大机构构成的位移系统建立了动力学模型,并使用有限元方法对模型进行了初步验证,通过冲量振动激励分析了其衰减振荡的特点及影响其稳定性的因素。结果显示,增大阻尼比和提高固有频率是减少柔性铰链回稳时间的有效方法,该结果为最终实现工程实际应用提供了理论依据。     

混沌免疫混合算法参数自适应调整的优化设计

为提高免疫算法的求解性能,在免疫克隆选择算法中融入了混沌优化操作.分析了抗体群选择概率的重要性并给出其变化的计算式,采用抗体群的连续3代平均适应度变化率以自适应地调节抗体选择概率参数值.给出了混沌免疫混合算法参数自适应调整的优化设计的具体步骤,运用混沌免疫混合算法参数自适应调整的优化方法、免疫克隆选择算法以及其他文献方法对起重机结构主梁截面优化设计.结果表明:混沌免疫混合算法参数自适应调整的优化方法具有自适应能力强、计算效率高及优化设计精度高等优点.     

Reliability Analysis of Flexure Hinge Based on Kriging Method

The uncertainty widely exists in the engineering practice.Therefore,it is necessary to research the effect of uncertainty on the structural system. In this paper,the reliability and sensitivity of the flexure hinge, which is the key component of the compliant mechanisms,are investigated. The results of the reliability analysis can effectively guide the engineer to design and optimize the flexure hinge. In order to improve the calculating efficiency,the kriging method is introduced to estimate the failure probability and reliability sensitivity.     

技术进步测算中一个新的参数估计方法

提出了一个新的技术进步参数估计的最优化方法．利用该方法实际计算了天津市的技术进步水平,证明了该方法的有效性．     

冲裁参数计算、排样及板材下料的优化设计

本文介绍了利用微机对冲裁参数计算、排样和板材下料进行辅助设计的一种实用程序。对生产中常用的排样方法设计了各自统一的数学模型，编制了图形输入、参数计算、信息化处理、图形输出检验、排样优化、以及冲裁最优排样与板材最优下料图形的显示与打印程序。并列举了几个排样实例，使材料利用率明显提高，本程序采用ＢＡＳＩＣ语言编写，运行于ＰＣ系列微机上，通用性强，使用方便可靠，可以适用于各种冲压零件的排样。     

考虑模式切换频率的多模式混合动力汽车参数优化

针对一种新型混联式混合动力系统,采用逻辑门限的方法制定了能量管理策略并用多目标粒子群算法进行了优化。在传统的以新标欧洲循环测试(NEDC)工况下整车经济性、动力性为优化目标的基础上,考虑模式切换频率,增加了模式区分度作为优化目标,选取2个逻辑门限参数和5个传动比参数作为优化变量,使得混合动力系统在保证经济性和动力性的同时,提高了模式选择的稳定性。还根据现有的结构,参考各个动力部件的经济区,制定了基于规则的能量管理策略,并利用MATLAB和Cruise搭建了仿真模型和控制策略模型。仿真结果表明,采用该方法所得到的2组优化解参数与原参数相比,解1和解2燃油经济性分别提高了12.7%和15%,加速性能提升了15.7%和6.5%且有效避免了模式的频繁切换,工作模式的稳定性得到了保障。最后,利用JC08工况进行了仿真验证,结果表明优化所得的解在JC08工况下仍具有可行性,文中多目标优化方法通用可行。     

圆形计算全息图的设计及其参数计算

为实现非球面的高精度检测,在设计全息图时采用虚拟玻璃的概念,即用光学设计软件ZEMAX建立折射率为0的玻璃模型,实现全息片的出射波前沿非球面的法线方向入射,简化了补偿器的设计优化过程,提高了设计精度,最大光程差小于0.000 7 λ(λ=632.8 nm).编制了衍射面工艺参数的计算程序,利用该程序可快速地计算出衍射面各环带的径向坐标、最小特征尺寸、最大环带数,还可以输出位相图、连续面形图、台阶图等,为光学设计和实际加工提供了有效的解决途径.     

吸波材料电磁参数的理论设计

根据雷达工作原理和等效电路法,通过理论计算得出了提高吸波材料的吸波性能所要满足的两个条件：第一,为了尽量减少雷达波在涂层表面的反射,要使得吸波涂层的相对复介电常数(εr)和其相对复磁导率(μr)尽量接近;第二,为了尽可能多地使进入到涂层内部的雷达波受到衰减,要尽量提高吸波材料的εr″和μr″.     

钢筋混凝土压弯构件塑性铰的试验研究

本文进行了27根钢筋混凝土压弯构件的试验,研究了轴压比、剪跨比和配筋率对塑性铰性能的影响,提出了钢筋混凝土压弯构件截面屈服曲率、极限曲率、塑性铰转角和塑性铰等效长度的计算公式,计算结果与试验结果符合良好。     

椭圆弹性铰链的设计

为了得到一个结构紧凑无摩擦、无磨损且高效率的微进给装置，分析了具有任意角度椭圆凹槽弹性铰链的特性，得到其在不同载荷作用下刚度的封闭解析解，并讨论了弹性铰链的刚度随椭圆长短轴之比ε变化时的情况．当ε由1变化到无穷大时，即由圆形凹槽的弹性铰链经过椭圆凹槽的弹性铰链变化到矩形凹槽的弹性铰链，弹性铰链的刚度逐渐减小．由此引起的应力集中也逐渐减小，但是其运动精度也随之降低．此外，还利用有限元的方法对弹性铰链的刚度和运动精度进行了校验．