国家自然科学基金(51175396)
- 作品数：9 被引量：53H指数：5
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- 相关机构：西安电子科技大学中航工业西安飞行自动控制研究所清华大学更多>>
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- 相关领域：机械工程电气工程一般工业技术更多>>
- 柔性梁装配误差对挠性加速度计刚度性能的影响
- 2013年
- 挠性加速度计采用两个完全相同的柔性梁并列支承检测质量。基于静力平衡方程和变形协调方程,建立了并列柔性梁的三种典型装配误差与其合成刚度之间的解析关系式,并采用有限元软件验证了解析计算公式的正确性,解析结果与有限元结果的相对误差不超过5%。根据所建立的解析关系式,分析了并列柔性梁的装配误差对挠性加速度计刚度性能的影响。装配误差Δx=15μm时,并列柔性梁的合成刚度值比理想状态值增大了1.42%;装配误差Δy=8μm时,并列柔性梁的合成刚度值比理想状态值增大了5.31%;装配误差Δφ=0.012 rad时,并列柔性梁的合成刚度值与理想状态值相比变化很微小(增大了不到0.001%)。研究结果表明:Δy对挠性加速度计刚度性能的影响最大,Δx对刚度性能的影响其次,Δφ对刚度性能的影响最小。两柔性梁不共面是导致并列柔性梁合成刚度值变大的主要因素。
- 刘小院刘海斌贾建援陈贵敏
- 关键词：挠性加速度计柔性梁有限元方法
- 基于完备椭圆积分解的交叉簧片式柔性铰链大挠度建模被引量：6
- 2014年
- 交叉簧片式柔性铰链由两根不在同一几何平面内的细长簧片交错布置而成,且两簧片关于铰链长度方向的中心线对称布置,具有转动范围大、精度高等优点。交叉铰链中两簧片均可以看作是末端受力和弯矩组合作用的细长梁,变形情况较为复杂,因此难以对其进行精确建模。通过对簧片分别应用所推导的大挠度梁完备椭圆积分解,给出交叉铰链的精确分析模型和应力校核计算方法。结合两种交叉铰链的设计实例,揭示这类铰链在转角大于30。的情况下刚度非线性显著增强的特性,分析簧片存在拐点的变形情况,并对大转角变形下的交叉铰链进行强度校核。利用有限元软件对交叉铰链进行非线性分析,其分析结果与完备椭圆积分解建模结果吻合较好。
- 张爱梅陈贵敏贾建援
- 关键词：非线性
- 一种用于狭小操作空间的柔性可回程扳手被引量：5
- 2015年
- 棘轮扳手因其可回程特性能够实现连续的装配操作,但其扳手头内部结构复杂且体积较大,难以在狭小空间内进行装配操作,因此提出一种用于狭小操作空间的新型柔性可回程扳手。通过在扳手中引入开口和柔性铰链,并在几何轮廓分析的基础上确定了开口与柔性铰链位置。运用回程过程中相对转动过程的几何约束关系以及旋紧过程中最大旋紧力矩给出柔性铰链及扳手头的关键尺寸的确定准则,实现了类似棘轮扳手的可回程功能,从而使柔性扳手在装配中可以实现连续操作,提高工作效率。柔性扳手结构简单,免于装配,降低了制作成本。进行柔性扳手的样机制作和螺纹紧固件的装配试验,验证了设计的可行性。
- 马付雷刘小院陈贵敏
- 关键词：柔性铰链
- 柔顺五杆三稳态机构的设计方法被引量：2
- 2015年
- 以平面柔顺五杆机构为研究对象,提出一种柔顺五杆三稳态机构的设计方法.建立了平面柔顺五杆机构的5R伪刚体模型和势能函数,基于最小作用量原理用约束优化方法确定了单输入柔顺五杆机构的运动位形及势能曲线,提出用势能极小值点数目和位置闭环方程构建优化目标函数,用无约束优化方法来设计柔顺五杆三稳态机构.最后,用两个设计实例证明了该方法可有效用于柔顺五杆三稳态机构的设计.
- 勾燕洁陈贵敏贾建援
- 关键词：伪刚体模型最小作用量原理
- 一种全柔顺六稳态机构的设计被引量：6
- 2015年
- 多稳态机构因不需输入能量就可保持多个稳定平衡状态而在生产生活中得到越来越广泛的应用。全柔顺多稳态机构免装配、无摩擦、低能耗,但因为柔顺片段大变形时容易产生应力集中、输出非线性等原因,全柔顺多稳态机构的设计难度较大。提出一种全柔顺六稳态机构的设计方法,由两个临界跳转力不同的双稳态机构和一个柔顺片段组成机构,成功实现六个稳定平衡状态。对柔顺片段用伪刚体模型法建模,并通过比较两部分结构的力-位移特性给出机构具有六个稳定平衡状态的条件,从而避免了非线性分析;考虑机构的实际运动给出柔顺片段的刚度范围计算公式,设计者可据此选择合适的刚度完成全柔顺六稳态机构的设计。用ANSYS得到的输出力特性和样机测试证实了该设计方法的正确。
- 勾燕洁张守银陈贵敏
- 关键词：伪刚体模型
- 一种基于变胞变换的柔顺剥线钳被引量：13
- 2015年
- 剥线钳是一种用于剥去电线绝缘皮的手持工具。现有的剥线钳结构复杂、成本高、容易磨损。考虑到剥线钳在运动过程中自由度会发生变化,将变胞变换的思想引入剥线钳的设计中,基于柔顺五杆机构得到一种新型的柔顺剥线机构。利用伪刚体模型法对柔顺剥线钳的不同工作状态进行建模,给出了相应的运动静力学模型;根据剥线钳的设计要求建立优化目标函数,并采用粒子群算法完成了优化设计。参照优化结果加工的样机对不同规格的电线进行剥线测试,证实该新型柔顺剥线钳具有较好的剥线效果,可大幅降低现有剥线钳的成本,便携且具有结构简单、工作可靠等优点。
- 达选祥勾燕洁陈贵敏
- 关键词：粒子群算法
- 平面柔性铰链机构自动建模方法被引量：2
- 2016年
- 从图论的基本概念出发,得到了柔性铰链机构有向图表示,并针对平面柔性铰链机构提出一种改进的双色图表示方法.通过十字链表的数据结构形式将柔性铰链机构的双色图表示映射到计算机中,按照所需的运算顺序遍历双色图,依次调用相应的函数表达式,从而实现了柔性铰链机构运动静力学模型的自动生成.以差分微位移放大机构为例,将基于图表示的平面柔性铰链机构自动建模方法计算结果与有限元仿真分析结果对比,两者的相对误差为4.89%,表明该自动建模方法是可行的.
- 李佳杰刘小院陈贵敏
- 关键词：图论自动生成
- 基于Ashby图的挠性加速度计材料选择被引量：2
- 2013年
- 柔性铰链是挠性加速度计的关键部件,其性能和结构参数直接影响到加速度计的性能。给出柔性铰链的最大应力、转角及沿敏感轴转动刚度的计算公式,结合失效条件给出柔性铰链失效前最大转角的计算公式。当几何参数不变时,柔性铰链在失效前的最大转角与材料的强度和弹性模量之比有关。以构件失效抗力指标为材料选择原则,分析正常工作载荷和过载载荷下柔性铰链的失效,基于Ashby图方法绘制常用工程材料的强度-弹性模量图。结合设计实例,根据柔性铰链的应力、刚度条件及设计目标得到满足设计要求的材料特征,在Ashby图中绘制材料特征对应的曲线,根据曲线的位置选择合适材料加工柔性铰链。
- 刘小院白晓荣贾建援陈贵敏
- 关键词：挠性加速度计柔性铰链材料特征
- Halbach永磁阵列磁场解析求解及推力建模被引量：19
- 2014年
- 对于无铁心动铁式长行程直线电机,其动子Halbach永磁阵列长度小于定子线圈沿运动方向的长度,为线圈切换简单及提高磁场的利用率,使得通电线圈范围大于永磁阵列产生的磁场范围,此时通电线圈数目不发生变化,需利用到永磁阵列的端部磁场。由于端部磁场的畸变产生端部效应,引起的推力波动将影响电机的运动精度。为此,需要建立准确的包含端部效应的Halbach永磁阵列磁场模型。以无铁心动铁式永磁同步直线电机为研究对象,考虑端部效应,采用修正的傅里叶级数形式推导出了伪周期内完整的Halbach永磁阵列磁场解析模型,并利用Maxwell应力张量法建立了电机推力模型。通过磁场有限元仿真、推力测试,对比结果验证了所提方法的准确性和有效性。
- 宋玉晶张鸣朱煜
- 关键词：端部效应
