大变形的链式算法及其在柔顺机构分析中的应用

摘要

柔顺机构因具有零件少、摩擦少、维护少等优点，其应用越来越广泛，但由于大部分柔性构件都要经受大变形，引入了几何非线性，使其在机构的分析设计方面面临很大挑战。本文介绍了一种简单而高效的大变形分析方法-链式算法，详细阐述了该方法的基本思想和应用方法。
　　 论文首先详细论述了链式算法的基本思想和实现过程，给出了载荷增加法和迭代法与链式算法相结合的具体方法，从而提高了链式算法的计算精度，弥补了链式算法在分析大变形中存在的不足。其次，本文以对柔性悬臂梁的分析为例，结合打靶法思想，重点阐述了位移载荷情况下链式算法的应用方法，同时说明了加载方式的不同对算法的影响，并通过对一个部分柔性机构的分析，指出了改变加载方式可以提高算法求解收敛性的特点。进而利用ANSYS软件、椭圆积分法验证了用链式算法分析大变形的正确性。最后，论文通过对一个杨氏双稳态机构的运动学分析，建立边界约束方程，采用打靶法满足边界条件，运用链式算法分析出了其稳态特性，并将分析结果与ANSYS软件的结果进行了对比，得出了链式算法求解柔顺机构的正确性。