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机械臂柔性关节SEA设计与仿真分析 被引量：3
1
作者 张子建 杜云鹏 +3 位作者 韩少杰 尚恺 左堃罡 董洋洋 《机械传动》 北大核心 2019年第10期92-96,共5页
串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)可以有效提高关节的柔顺特性,但是也存在受力与形变强非线性的不足。为了提高SEA的线性特性,建立了双圆环间衔接曲梁模型,利用轴截面原点正应力公式求取梁模型不同点的应力公式,设计并验证... 串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)可以有效提高关节的柔顺特性,但是也存在受力与形变强非线性的不足。为了提高SEA的线性特性,建立了双圆环间衔接曲梁模型,利用轴截面原点正应力公式求取梁模型不同点的应力公式,设计并验证了符合柔性关节的SEA;其次,对SEA的模型进行仿真分析,取7个点对其进行模型和实际的应力比较;最后,利用ANSYS对其进行强度仿真分析,分析各关节受力和变形,有效保证了SEA的线性特性,从而有效提高了柔性关节的力学特性。 展开更多
关键词 机械臂 柔性关节 串联弹性驱动器 弹性曲梁
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圆管3D打印路径预测的力学模型有限元分析 被引量：3
2
作者 于佳田 龚友平 +3 位作者 崔春春 蒋柯 高龙标 陈国金 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期440-444,共5页
微圆管在3D打印中由于液滴的冲击以及结构自身重力可能会产生变形甚至坍塌,最终得到的可能是一根椭圆管。本文提出了一种变形预测方法,该方法将待打印的圆管截面等效为一端固定一端为自由端的弹性曲梁,在打印过程中,可以将圆管的变形过... 微圆管在3D打印中由于液滴的冲击以及结构自身重力可能会产生变形甚至坍塌,最终得到的可能是一根椭圆管。本文提出了一种变形预测方法,该方法将待打印的圆管截面等效为一端固定一端为自由端的弹性曲梁,在打印过程中,可以将圆管的变形过程等价为曲梁的变形过程,从而通过该方法预测其变形后路径,并对其进行补偿,最终得出打印路径轨迹。本文最后采用有限元对该方法进行了仿真验证,结果证实该方法获得的轨迹打印出来的圆度误差在5%以内。 展开更多
关键词 微滴喷射 圆管打印 轨迹预测 弹性曲梁
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加筋圆环壳的理论求解及性能研究 被引量：3
3
作者 邹广 彭兴宁 杜青海 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第1期83-92,共10页
圆环形耐压结构以其独特的结构形式,为发展深海装备及资源探索与开发利用提供了新的选择。文章基于弹性薄壳理论,对静水压力作用下圆环壳的应力特性进行了参数化研究;在前人研究的基础上,提出了加筋圆环壳采用弹性基础曲梁复杂弯曲的力... 圆环形耐压结构以其独特的结构形式,为发展深海装备及资源探索与开发利用提供了新的选择。文章基于弹性薄壳理论,对静水压力作用下圆环壳的应力特性进行了参数化研究;在前人研究的基础上,提出了加筋圆环壳采用弹性基础曲梁复杂弯曲的力学模型,由此推导了关键截面处应力和位移的理论表达式,并与数值解比较验证了简化理论解的合理性和正确性;最终基于文中所给理论解,分析了结构参数对加筋圆环壳结构性能的影响,便于环壳结构的工程应用。 展开更多
关键词 圆环壳 弹性曲梁 强度 理论解 有限元法
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弹性曲梁静态大变形数学模型及其数值解 被引量：1
4
作者 李世荣 宋曦 周又和 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2002年第4期128-132,共5页
基于Kirchhoff直法线假设,采用考虑轴线可伸长的几何非线性理论,建立了弹性曲梁在任意荷载(保守和非保守)作用下大变形问题的控制方程.其中包含轴线弧长、位移、转角、内力等7个独立未知函数.通过引进变形后的弧长为未知函数后,问题的... 基于Kirchhoff直法线假设,采用考虑轴线可伸长的几何非线性理论,建立了弹性曲梁在任意荷载(保守和非保守)作用下大变形问题的控制方程.其中包含轴线弧长、位移、转角、内力等7个独立未知函数.通过引进变形后的弧长为未知函数后,问题的求解区间则固定不变.该模型不仅考虑了轴线可伸长,同时精确地考虑了轴线的初始曲率对变形的影响,反映了轴向变形与弯曲变形的相互耦合效应.作为应用,用打靶法具体计算了一端固定另一端自由,沿轴线作用均布切向随动载荷的半圆形曲梁的非线性平面弯曲问题,给出了随载荷参数大范围变化的平衡路径曲线及平衡构形. 展开更多
关键词 弹性曲梁 静态大变形 数学模型 数值解 非保守载荷 打靶法
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拖缆机带式刹车销孔拉板设计 被引量：1
5
作者 徐锡锋 张勇勇 许有良 《船海工程》 北大核心 2017年第1期66-68,共3页
针对拖缆机销孔拉板设计方法效率低、误差大的问题,分析2种计算销孔拉板危险截面应力的方法及其局限性,分析销孔拉板的载荷和约束,建立与实际精确吻合的仿真模型;分析销孔拉板板宽、内孔直径及偏心距之间的合理尺寸配置关系,实现销孔拉... 针对拖缆机销孔拉板设计方法效率低、误差大的问题,分析2种计算销孔拉板危险截面应力的方法及其局限性,分析销孔拉板的载荷和约束,建立与实际精确吻合的仿真模型;分析销孔拉板板宽、内孔直径及偏心距之间的合理尺寸配置关系,实现销孔拉板的快速合理设计。 展开更多
关键词 销孔拉板 弹性曲梁 应力集中系数 厚壁筒
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水上行走机器人支撑腿的设计与布局
6
作者 吴立成 连志鹏 +2 位作者 袁海斌 王淑慧 杨国胜 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期513-518,共6页
研究了水上行走机器人支撑腿形状设计与布局问题.首先将支撑腿视为欧拉-伯努利弹性曲梁,通过对其柔性变形的几何分析与应力应变分析,提出了一种支撑腿形状优化设计方法,方法的目标是获得最大支撑力.对方法的正确性和有效性进行了仿真和... 研究了水上行走机器人支撑腿形状设计与布局问题.首先将支撑腿视为欧拉-伯努利弹性曲梁,通过对其柔性变形的几何分析与应力应变分析,提出了一种支撑腿形状优化设计方法,方法的目标是获得最大支撑力.对方法的正确性和有效性进行了仿真和实验验证.其次通过分析支撑腿间距对支撑力的影响,以及支撑腿布局与机器人抗翻转能力的关系,提出支撑腿布局的设计方法.针对采用10条支撑腿的Water DancerⅡ-a机器人,给出了一种满足要求的布局方案. 展开更多
关键词 水上行走机器人 支撑腿 优化设计 布局 弹性曲梁
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基于曲梁理论的褶皱构造中覆岩变形与应力分析 被引量：2
7
作者 卜万奎 徐慧 赵玉成 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期827-833,共7页
为了分析褶皱构造中煤层开采后覆岩的变形与应力,引入了适用于极坐标下曲梁的位移函数,分析了用位移函数表示的曲梁偏微分控制方程和位移分量、应力分量;在此基础上,依据差分原理将微分方程转化为差分方程,并编制了差分方程求解程序。... 为了分析褶皱构造中煤层开采后覆岩的变形与应力,引入了适用于极坐标下曲梁的位移函数,分析了用位移函数表示的曲梁偏微分控制方程和位移分量、应力分量;在此基础上,依据差分原理将微分方程转化为差分方程,并编制了差分方程求解程序。根据某矿区工作面的褶皱构造等地质资料,研究了工作面由向斜槽点推进到背斜脊点过程中覆岩的变形与应力。结果表明:1)覆岩水平位移主要表现为向采空区方向的变形,且最大水平位移主要表现在转折端附近;覆岩垂直位移主要表现为向采空区方向的下沉变形,且在工作面的推进过程中最大垂直位移稳定在距离开切眼70 m附近。2)覆岩中水平方向的应力在切眼前方为拉应力,而工作面后方为压应力;竖直方向的应力主要表现为拉应力,且主要位于工作面后方。 展开更多
关键词 褶皱构造 位移函数 曲梁弹性理论 覆岩变形
原文传递
考虑二次衬砌有效承载厚度的隧道结构安全系数解析模型
8
作者 刘新荣 周伟锋 +2 位作者 周小涵 庄炀 王自强 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第11期1844-1852,共9页
为研究严重腐蚀环境和施工缺陷等导致的衬砌厚度损失对隧道结构安全的影响,基于弹性地基曲梁理论和空间状态法建立二维衬砌受力解析解模型,采用Laplace变换求解衬砌各位置处的内力与位移,并与同工况下的数值模拟结果进行对比验证。数值... 为研究严重腐蚀环境和施工缺陷等导致的衬砌厚度损失对隧道结构安全的影响,基于弹性地基曲梁理论和空间状态法建立二维衬砌受力解析解模型,采用Laplace变换求解衬砌各位置处的内力与位移,并与同工况下的数值模拟结果进行对比验证。数值模型中,通过折减局部二次衬砌厚度以及调整折减范围,模拟二次衬砌有效承载厚度的损失情况。研究结果表明:1)增大二次衬砌厚度损失的范围和程度,均会导致厚度损失处截面弯矩显著降低,但轴力变化较小。2)二次衬砌厚度损失对安全系数的影响主要集中在厚度损失附近区域。随着损失范围的增加,厚度损失区域内的弯矩呈现下凹式抛物线形降低,安全系数经历突降—回升—稳定3个阶段。3)当损失厚度较小时,安全系数受到轴力偏心变化的影响较小,与有效承载厚度近似呈线性关系。值得注意的是,劣化厚度继续增大后,轴力偏心距降低对安全系数的增益迅速提升,当其大于承载截面积的劣化效益时,计算安全系数反增,但存在局部结构变形破坏的风险。 展开更多
关键词 运营隧道 二次衬砌 衬砌损失厚度 有效承载厚度 弹性地基曲梁理论 LAPLACE变换 安全系数
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