直圆柔性球铰柔度矩阵的解析计算

摘要

基于线弹性和小变形假设理论,通过引入比例系数(直圆柔性球铰槽口间距与切割半径倍数之比)并利用其结构对称的特点,推导得到了形式较为简洁的直圆柔性球铰柔度矩阵各子元素的解析柔度计算公式.利用有限元仿真软件验证了所推公式的正确性,并绘制了相应的误差曲线.结果表明:当比例系数小于0.2时,直圆柔性球铰各柔度计算公式的相对误差限均在11％以内;随着比例系数的增加,除沿x向的拉压柔度C11误差较小外,其他柔度计算公式的误差均呈增加的趋势,最大误差为30％.实验结果显示理论分析与仿真结果基本趋于一致,验证了直圆柔性球铰各柔度解析式的正确性.本文的研究内容为直圆柔性球铰在实际应用中的结构设计和参数优化奠定了理论基础.