柔順儲(chǔ)能腳的偽剛體建模研究.pdf

1、柔順機(jī)構(gòu)是機(jī)構(gòu)學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域，相關(guān)理論研究受到廣泛關(guān)注。偽剛體模型法是研究柔順機(jī)構(gòu)的一種簡(jiǎn)單有效的理論方法?，F(xiàn)有的偽剛體模型多是用于集中式柔順機(jī)構(gòu)，而對(duì)具有分布式柔順的機(jī)構(gòu)，尤其是曲線形狀、截面變化的機(jī)構(gòu)的研究還很少，研究方法也有待改善。如何合理的建立分布式柔順機(jī)構(gòu)的偽剛體模型，是柔順機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文以柔順儲(chǔ)能腳為研究對(duì)象，對(duì)分布式柔順機(jī)構(gòu)的偽剛體建模展開(kāi)研究。
　　首先，分別從幾何形狀、截面特征以及封閉形

2、式三方面對(duì)分布式柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)。以S型儲(chǔ)能腳為例，對(duì)具有普遍意義的曲線型變截面的分布式柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行了形狀曲線和剛度分布的數(shù)學(xué)描述。
　　第二，給出了偽剛性段的定義，對(duì)分布式柔順機(jī)構(gòu)的偽剛性段劃分的兩個(gè)原則（即曲率分段原則和剛度分段原則）加以完善；給出了弧段約束條件，計(jì)算了用偽剛性段擬合分布式柔順機(jī)構(gòu)時(shí)的逼近誤差，并給出了弧段系數(shù)的選取方法。
　　第三，基于偽剛性段劃分結(jié)果建立了分布式柔順機(jī)構(gòu)的偽剛體模型，給出了末端受力位移

3、的計(jì)算方法；分析了偽剛性段劃分方法、段數(shù)、修正系數(shù)等因素對(duì)末端變形的影響，修正了等效關(guān)節(jié)扭簧常數(shù)的計(jì)算公式，并給出了修正系數(shù)的選取原則。
　　最后，參考復(fù)合材料板簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，計(jì)算了復(fù)合材料制成的柔順儲(chǔ)能腳板的撓曲線方程；并分別采用有限元法和偽剛體模型法計(jì)算了該儲(chǔ)能腳的撓曲線方程，在計(jì)算過(guò)程中給出了偽剛體模型各關(guān)節(jié)的位移計(jì)算方法；對(duì)比了三種方法得到的撓曲線，進(jìn)行了撓曲線誤差分析和機(jī)構(gòu)上各點(diǎn)位移對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證了所提偽剛體建模方