基于三次周期最小表面单元的柔性铰链设计与分析

作者：张振华; 覃子夏

来源：武汉大学学报(工学版), 2022, 1-13.

• 三重周期最小曲面
• 铰链
• 简化模型
• 设计与分析

三重周期最小曲面结构（Triply pcriodic minimal surface，TPMS）能够通过简洁的参数化曲面方程直接生成具有平滑曲面的多孔结构。基于此，本研究创新性地将三重周期最小曲面的结构引入了柔性铰链的设计中。利用近似数学表达式生成了四种三周期最小曲面格。通过有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）模拟了这四种曲面的柔性特性，发现原始曲面（P-曲面）是最适合柔性铰链的曲面。最后，通过布尔运算将P-曲面集成到柔性铰链的梁部分，并另外制造了这种新型的柔性铰链。有限元分析和实验结果表明，新型柔性铰链的柔性大大提高。