考虑横力弯曲的直角柔性铰链单元的力学特性

摘要

为了深入分析平面上受复合载荷作用的直角柔性铰链单元的力学特性,运用弹性力学方法推出了柔性铰链自由端在横向载荷和弯矩作用下的位移;基于理想弹性体的小变形假设,通过叠加法求得柔性铰链自由端总的位移,并由此得到柔性铰链的柔度矩阵;推出了直角柔性铰链单元两端位移都不为零时的整体刚度矩阵.通过有限元分析验证,当横向载荷作用于柔性铰链自由端时,由于考虑了剪切力对位移的影响,文中推出的直角柔性铰链的柔度具有较高的精确度,特别是当柔性铰链的高度与长度之比大于1/5时,相比材料力学解精确度更高,这对于直角柔性铰链的深入研究和实际应用都有一定的参考价值.