椭圆横断截面新型双轴柔性铰链设计及分析

作     者：魏华贤 赵永杰 杨楠 王奉涛 牛小东 WEI Huaxian;ZHAO Yongjie;YANG Nan;WANG Fengtao;NIU Xiaodong

作者机构：广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006 汕头大学智能制造技术教育部重点实验室汕头515063 

基　　金：国家自然科学基金(11872046) 广东省自然科学基金(2022A1515010172) 广东省科技计划(STKJ2021189,2021KTSCX031) 省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室开放课题(JMDZ2021013) 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第35卷第8期

页      码：1348-1357页

摘      要：现有同位正交复合缺口双轴柔铰存在矩形横断截面锐边结构,增大了应力集中效应,且无法通过优化纵向缺口轮廓来消除。为此,提出一类椭圆横断截面新型双轴柔铰。首先以圆弧缺口为对象,构建该类柔铰的参数化结构模型;然后基于卡氏第二定理建立其柔度及最大应力理论模型,通过有限元分析验证模型的有效性,基于此,实现了柔度及应力集中特性分析;最后通过实验测试验证了柔铰的柔度性能。结果表明,椭圆横断截面型双轴柔铰具备两向各异柔度,可从本质上避免锋利锐边结构,降低应力集中效应,与具有相同缺口结构的矩形横断截面型双轴柔铰相比,工作能力可提高47.9%,该类柔铰结构拓展了现有缺口型柔铰的基本类型。

主 题 词：柔性铰链 柔性机构 椭圆横断截面 双轴柔性铰链 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1004132X.2024.08.002

馆 藏 号：203138905...