直梁圆角形柔性铰链的柔度矩阵分析

作者：赵磊; 巩岩; 华洋洋

来源：中国机械工程, 2013, (18): 2462-2468.

• 直梁圆角形柔性铰链
• 柔顺机构
• 柔度矩阵
• 有限元法 corner-filleted flexure hinge
• compliant mechanism
• compliance matrix
• finite element method

对直梁圆角形柔性铰链的柔度矩阵进行了研究。首先,基于悬臂梁理论推导了直梁圆角形柔性铰链平面内变形的解析计算方法,建立了柔性铰链平面内柔度矩阵的闭环解析模型,并给出了rt(r为铰链圆角半径,t为铰链厚度)时柔度矩阵的简化计算公式。然后,建立了直梁圆角形柔性铰链的有限元模型,得到了柔性铰链结构参数r/t和l/t(l为铰链长度)变化时柔度矩阵解析值和有限元仿真值的相对误差,以及r/t变化时柔度矩阵简化解析值和仿真值的相对误差。结果表明:采用悬臂梁理论建立的柔性铰链柔度矩阵模型,当l/t≥4时,柔度矩阵各项参数的理论解析值与有限元仿真值相对误差在5.5%以内,当0.1≤r/t≤0.5时,两者的相对误...

• 单位
  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 应用光学国家重点实验室