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| 1 | 柔顺机构PR伪刚体动力学建模与特性分析显示文摘基于伪刚体模型,综合考虑柔性杆的横向变形和轴向变形的影响,建立了末端受力作用下柔顺机构的PR伪刚体动力学模型,应用拉格朗日方程推导了其动力学方程。从方程特征、响应曲线等方面显示了PR伪刚体动力学模型的性能变化。数值分析结果表明:PR伪刚体模型引入了P副来模拟柔性杆件的轴向运动,可以更真实地体现出柔顺机构的动力学特性,更适合于柔顺机构的动力学分析与设计。 | 余跃庆 徐齐平 | 2013 | 农业机械学报2013，44，3： | 23 |
| 2 | 基于绝对节点坐标方法的柔顺机构动力学建模与仿真显示文摘采用绝对节点坐标方法系统地研究了大变形柔顺杆的建模问题,建立了柔顺机构刚柔耦合动力学方程。在充分考虑柔顺杆与外部连接处变形特征基础上,提出了含端部变形约束的绝对节点坐标梁单元。应用闭锁问题缓解方法,考察了绝对节点坐标梁单元闭锁现象对柔顺机构动力学仿真的影响。最后通过数值算例检验了绝对节点坐标方法对于柔顺机构动力学问题的精确性和有效性。 | 张志刚 周翔 房占鹏 肖艳秋 | 2020 | 郑州大学学报(工学版)2020，41，2： | 5 |
| 3 | 3-PRR全柔顺并联机构的水平集多目标拓扑优化设计及灵敏度分析显示文摘采用同构映射和微分运动学原理并基于显式运动副的传统3-PRR型并联机构,推导其微运动Jacobian矩阵.基于水平集方法,定义柔度最小化为优化目标函数,以微运动Jacobian矩阵为输入、输出映射的运动约束,以优化前后的材料体积分数为优化约束,构建3-PRR全柔顺并联机构的优化模型,运用OptiStruct优化求解器,求解出3-PRR全柔顺并联机构的最佳构型和设计灵敏度.研究表明:所设计的3-PRR全柔顺并联机构与传统3-PRR型并联机构具有一致的微运动特性,优化结果的柔度值达到最小化的同时,能有效地消除应力集中现象.该理论分析和仿真优化对平面乃至空间弹性微变形机构,甚至是智能蠕动机构的最佳构型设计具有切实可行的意义. | 王鑫辉 常琮尧 杜苏睿 焦凡苇 | 2018 | 锻压技术2018，43，1： | 5 |
| 4 | Analysis of Frequency Characteristics and Sensitivity of Compliant Mechanisms显示文摘Based on a modified pseudo-rigid-body model,the frequency characteristics and sensitivity of the large-deformation compliant mechanism are studied.Firstly,the pseudo-rigid-body model under the static and kinetic conditions is modified to enable the modified pseudo-rigid-body model to be more suitable for the dynamic analysis of the compliant mechanism.Subsequently,based on the modified pseudo-rigid-body model,the dynamic equations of the ordinary compliant four-bar mechanism are established using the analytical mechanics.Finally,in combination with the finite element analysis software ANSYS,the frequency characteristics and sensitivity of the compliant mechanism are analyzed by taking the compliant parallel-guiding mechanism and the compliant bistable mechanism as examples.From the simulation results,the dynamic characteristics of compliant mechanism are relatively sensitive to the structure size,section parameter,and characteristic parameter of material on mechanisms.The results could provide great theoretical significance and application values for the structural optimization of compliant mechanisms,the improvement of their dynamic properties and the expansion of their application range. | LIU Shanzeng DAI Jiansheng LI Aimin SUN Zhaopeng FENG Shizhe CAO Guohua | 2016 | Chinese Journal of Mechanical Engineering2016，29，4： | 5 |
| 5 | 基于传递矩阵法的柔性杠杆放大机构刚度分析显示文摘刚度是影响柔性微动机构动态性能和定位精度的重要指标。将工程中的传递矩阵概念引入到刚度分析中,首先根据结构特点将柔性微动机构模块化并将各子单元视为柔性体,全面考虑其轴向、剪切和弯曲等变形,求解各子单元柔性体的传递矩阵,然后通过传递矩阵将各子单元组合,最后根据力平衡建立柔性微动机构输入力和输出位移之间的关系模型。研究结果表明,传递矩阵法由于考虑了各单元的多维度真实变形,因此保证了结果的高精度。同时分析过程不需要求解刚柔单元变形协调方程,而且避免了微动机构全局坐标系的转换,减少了分析计算量。最后应用该方法建立了一种柔性杠杆放大微动机构的刚度模型,与有限元分析结果的对比误差小于6.4%,有效提高了分析精度,为参数设计提供了重要理论依据。 | 郑洋洋 宫金良 张彦斐 | 2017 | 北京航空航天大学学报2017，43，4： | 4 |
| 6 | 含拐点的柔顺机构动力学建模及分析显示文摘为分析含拐点的大变形柔性梁的动态响应,建立含拐点的柔顺杆的动力学模型,基于拉格朗日方程推导其动力学方程组,在MATLAB软件中求解出其转角随时间变化的特性曲线,并与ADAMS软件仿真所得角位移曲线进行比较.研究表明:含拐点柔顺机构的拐点关节依靠各杆间的动力学耦合运动,拐点关节的转角变化很大,这体现了含拐点的柔顺机构动力学模型与不含拐点的柔顺机构动力学模型的区别,柔顺机构动力学模型能精确地反映柔顺机构的运动和变形. | 余跃庆 张娜 | 2018 | 北京工业大学学报2018，44，4： | 3 |
| 7 | 基于伪刚体因子的LEMs设计显示文摘伪刚体模型是柔性机构运动、动力学性能分析及综合的基础,梁和铰链的组合是基本的柔性片段,用柔性片段代替刚性构件设计柔性机构是刚体替代综合法的基本思路。传统伪刚体模型不考虑几何非线性影响和梁的变形,使伪刚体模型和设计的实际柔性机构存在较大误差,为了减小误差,建立了几何非线性影响下的修正伪刚体模型;为了确定伪刚体模型的可用条件,提出了伪刚体因子的概念,通过分析得出伪刚体因子在一定范围可以用柔性片段直接代替刚性构件,从而得到柔性机构。最后在该条件下基于蚁群连续空间优化算法给出了用于细胞工程的LEMs机构的优化实例,结果表明该伪刚体因子可应用于LEMs的设计。 | 邱丽芳 胡锋 邹静 | 2015 | 农业机械学报2015，46，2： | 2 |
| 8 | 组合柔性结构的结构特征对其动力学性能的影响显示文摘柔性铰链与杆组成的组合柔性结构,柔性铰链的类型及柔性铰链与杆二者的厚度比、长度比是影响组合柔性结构力学特性的关键因素。针对组合柔性结构的动力学特性进行研究,选取具有不同类型柔性铰链、不同厚度比、不同长度比的组合柔性结构,采用有限元法对其进行模态分析,得到组合柔性结构的前6阶振型的固有频率,分析柔性铰链的类型、厚度比、长度比的变化对其频率特性的影响。分析结果对柔性机构结构设计中改善柔性结构的动力学性能具有一定的理论意义。 | 刘庆玲 | 2015 | 机械设计2015，32，12： | 2 |
| 9 | 柔顺停歇机构伪刚体模型的运动学和动力学分析显示文摘针对柔顺停歇机构的柔性构件在运动中产生的大变形、大挠度等几何非线性行为,采用伪刚体模型法来分析该类非线性大变形系统。首先,基于大挠度理论对大变形柔性梁进行屈曲分析,运用第一、第二类椭圆积分模拟初始状态为直梁的柔性梁,用多项式拟合得到其载荷—位移关系式。结合边界条件与受力特性,得到柔性梁的等效非线性弹簧伪刚体模型。在此基础上,运用牛顿定律建立机构运动学方程,通过MATLAB/Simulink建模仿真求得曲柄匀速转动时滑块的位置,得到机构具有双停歇特性的滑块位移曲线,揭示了滑块位移与时间以及曲柄转角之间的关系,并通过ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)仿真验证了理论模型的准确性。其次,为了提高柔顺停歇机构的操作精度和工作性能,对其频率特性进行研究。运用Lagrange方程从机构整体出发建立其动力学模型,推导出柔顺停歇机构固有频率的解析表达式,分析了柔性长梁的截面参数、柔性梁长度和材料性能参数对机构固有频率的影响。结果表明,不同的参数对机构固有频率的影响是不同的,因此在进行柔顺停歇机构的优化设计时要综合考虑各参数对机构动力特性的影响。研究结果为柔顺停歇机构的优化设计奠定了一定基础。 | 独亚平 赵春花 郭嘉辉 周川 张立强 | 2022 | 工程设计学报2022，29，2： | 1 |
| 10 | 基于纤维包覆式气动结构的柔性手术臂刚度调节性能研究显示文摘针对未来微创手术操作臂的发展需求,提出了一种利用负压原理来增强离散结构间相互作用以实现柔性手术操作臂刚度调节的方法。据此设计制作了可包覆于管状柔性手术臂外表面的气动型多层纤维束编织结构,可通过抽真空使被密封的纤维束夹层内产生负压,增大轴向交错叠加的纤维丝之间的挤压力与摩擦力,从而起到刚度增强的作用。研究了大变形手术臂抗弯刚度的半解析计算方法。开展了该变刚度柔性手术臂结构性能的试验研究,探索了真空度、纤维丝结构参数(丝径和纤维丝表面粗糙度)、封装膜厚度及纤维层截面等因素对手术臂刚度的影响规律,为柔性手术臂的变刚度设计、优化提供了依据。 | 徐晓亮 王永泉 温坤 陈花玲 王树新 李涤尘 | 2018 | 机械工程学报2018，54，17： | 1 |
| 11 | 基于3R伪刚体模型的柔顺杆动力学建模及分析显示文摘介绍了柔顺机构中的3R伪刚体模型。利用Matlab软件的符号运算推导出了该模型柔顺杆的动能和变形能方程。应用拉格朗日方程建立了柔顺杆末端载荷作用下的动力学模型。特征半径系数和刚度系数代入方程组获得向心力、惯性力矩、科氏惯性力矩等系数,并分析了其相互耦合对伪刚体角变量的影响。通过数值求解二阶变系数微分方程组获得动态响应曲线和位形图,曲线反映出伪刚体杆从1杆到3杆振幅逐渐增大、杆件的耦合降低的振荡情况,较2R伪刚体模型的动力学方程模拟柔顺杆动力特性更具实用性和通用性。 | 田亚平 康军凤 | 2013 | 机械传动2013，37，5： | 1 |
| 12 | 面向非合作目标的柔性捕获器设计与动力学建模显示文摘为更好地实现对动态非合作目标的捕获,设计开发了一种多臂式柔性捕获器.这种捕获器的原理类似海葵等生物捕猎的方式,不依赖单个柔性臂的精准夹持而是靠多根臂所构成的臂群实现聚拢、挤压等动作,以完成对目标物体的捕获.基于能量守恒和动量守恒原理对非合作目标物体与柔性臂的碰撞问题进行分析,给出了发生碰撞后柔性臂与目标物体各自的运动参数.为进一步分析柔性臂的动态变形过程,采用多个线性关节和扭转关节的组合对单根柔性臂进行描述,并基于牛顿法对各离散关节进行受力分析,建立了柔性臂的动力学模型.将柔性臂整个变形过程离散为多个微小时间段运动的集合,通过动力学分析得到当前时刻的动力学参量,经过一个微小时间内的运动后即可得到下一时刻各质点的位置,迭代进行上述步骤便得到了柔性臂的动态变形过程.而后,通过实验确定单臂动力学模型的最优参数,并将参数优化后的动力学模型在不同加载情况下与单臂样机进行对比,验证了动力学模型的准确性.最后,在单臂动力学模型的基础上建立包括多根柔性臂的捕获器三维模型,进行非合作目标捕获的仿真与样机实验.结果表明:所设计的臂群式柔性捕获器能够很好地完成动态非合作目标捕获任务,所建立的捕获器三维仿真模型可以基本反映动态捕获过程. | 康荣杰 周永翔 杨铖浩 | 2022 | 天津大学学报(自然科学与工程技术版)2022，55，2： | 1 |
| 13 | 单轴柔性铰链动力学特性的研究与等效质量模型的建立显示文摘单轴柔性铰链属于分布式惯性质量系统,对其进行离散化处理,提出等效质量的概念。依据铰链在xy平面内的运动特性,将柔性铰链等效为置于铰链末端的3自由度的集总参数质量系统。不考虑阻尼的影响,利用拉格朗日方程建立系统的动力学模型。依据瑞利能量法的相关原理,得出等效质量矩阵求解的数学模型。以圆弧型柔性铰链为例,采用文中得出的等效质量矩阵计算式与动力学方程求解铰链的振型频率,同时采用有限元法作模态分析,对比所得结果,二者误差小于10%,验证了上述分析方法的可行性与等效质量矩阵数学模型的有效性。 | 刘庆玲 | 2019 | 机械设计2019，36，7： | 1 |
| 14 | 基于铰链刚度柔性微夹钳设计及分析显示文摘柔性微夹钳是一种用于将微驱动输出位移放大处理的柔性机构。该结构是利用机构中柔性构件的自身变形来实现运动、力和能量的传递和转换的一种新型机构。本文基于铰链刚度设计并分析了具有放大功能的全柔性微夹钳。基于伪刚体模型建立运动平衡方程,依据虚功原理得出微夹钳输入力、输入位移与输出位移之间的关系,并对以此计算过程所得模型进行有限元模拟分析,分析结果说明与理论计算一致。当该柔性微夹钳在材料强度极限允许范围内,微夹钳单侧输出位移可达0.989 mm。而且瞬态变化均是连续平稳的,且没有突变,表明该柔性钳在运动过程中,具有良好的平滑性。最后,进行柔性微夹钳的样机制作和试验测量,验证了设计的可行性。 | 邓子龙 高金海 | 2016 | 机械传动2016，40，7： | 0 |
| 15 | 一种膜片导轨的力学特性分析显示文摘柔性导轨作为精密测量仪器中的核心部件,其导向性能直接影响仪器的测量精度.为解决精密测量仪器中导向机构普遍存在的机械耦合问题,设计了一种弧形槽结构的膜片导轨.应用ANSYS Workbench有限元分析软件对这一膜片导轨进行了力学特性分析,通过改变膜片导轨的结构参数,得到不同工况下膜片导轨的轴向刚度、径向刚度及应力分布情况,并取径向刚度和轴向刚度之比来衡量膜片导轨的导向性能.通过刚度测试,验证了有限元分析的正确性. | 龙耀 王洪喜 王亚晓 刘敏 | 2019 | 机械制造2019，57，8： | 0 |
| 16 | 基于有限元法的柔性铰链力学模型和性能分析显示文摘为了精确描述柔性铰链力学性能,提出一种通用的基于有限元法的力学模型,并基于该模型分析其静态和动态性能.柔性铰链采用欧拉-伯努利梁模拟其力学行为,将其划分为3个三自由度的结点、2个变截面单元.采用最小势能原理建立与柔性铰链结构参数相关的封闭形式刚度矩阵,采用拉格郎日方程建立铰链的质量矩阵和动力学方程.为了验证所推导的力学模型的精确性,与 ANSYS分析结果进行比较分析,两者的结果差值在1.1%-5.6%范围之内,说明理论模型与ANSYS分析结果吻合,所建立的模型能精确反映其静态和动态性能.基于柔性铰链有限元模型,可精确分析铰链参数与其精度和固有频率的关系、应力分布和频率响应,为正圆型柔性铰链应用于柔顺机构设计提供了一种精确的力学模型. | 胡俊峰 郝亚洲 徐贵阳 | 2014 | 工程设计学报2014，21，5： | 0 |
| 17 | 固定-导向模式下柔顺杆的3R伪刚体动力学建模及特性分析显示文摘以柔顺机构中的柔顺杆为研究对象,建立其在固定-导向作用下的3R伪刚体动力学模型,基于拉格朗日方程推导其动力学方程,并进行动力学特性分析。从方程、响应曲线等方面分析3R伪刚体动力学模型的优缺点,结果表明,3R伪刚体动力学模型可以更细致地体现柔顺机构的振荡特性。 | 李茜 | 2014 | 山西冶金2014，37，3： | 0 |
| 18 | 模拟固定-导向柔顺梁的PRR伪刚体模型的动力学分析显示文摘基于PRR伪刚体模型,建立了末端受复合载荷作用下固定-导向柔顺梁的PRR伪刚体动力学模型。以柔顺机构中柔顺杆为研究对象,通过分析其动能和势能,应用拉格朗日方程推导出了该模型的动力学方程,并从方程特征和响应曲线等方面分析了模型各项动力学特性。分析结果表明,PRR伪刚体动力学模型可以更加真实地反映出固定-导向柔顺梁在变形过程中的各项动力学特性,更加适用于柔顺机构的动力学分析与设计。 | 冯超 薄瑞峰 信桂锁 李瑞琴 | 2017 | 机械设计与研究2017，33，3： | 0 |
| 19 | 基于动力学的双稳态机构驱动特性分析显示文摘柔性双稳态机构是一种在无外部输入的情况下,可以保持两个稳定平衡位置的机构,在MEMS和机械传动领域中有广泛的应用。对柔性机构稳态的判别一般使用能量法,但能量法无法对柔性机构的驱动特性进行分析。为此提出一种基于动力学的柔性四杆机构稳态分析方法,对只含一个柔性关节的四杆机构的驱动特性进行分析,并根据驱动特性曲线对柔性机构的稳态特性进行判断。首先,建立柔性四杆机构的伪刚体模型,利用拉格朗日方程建立动力学模型,解算出主动杆件旋转360°时驱动力的变化曲线;然后,在ADAMS中建立对应的柔性四杆机构模型,将仿真结果与动力学解算结果进行对比,验证动力学模型的准确性;最后,通过一个算例将提出的动力学分析方法与传统能量法的分析结果进行对比,证明动力学分析方法的有效性,同时还可以得到机构在稳态位置与非稳态位置转换过程中驱动力的临界值,为柔性稳态机构的设计提供一种新的方法。提出的基于动力学的双稳态驱动特性,在双稳态开关、双稳态传感器中都可以被设计和应用。 | 孟庆国 张丽丽 杨雪锋 李威 路恩 董事 | 2017 | 机械传动2017，41，3： | 0 |
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