直圆柔性球铰柔度矩阵的解析计算

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。

直圆抛物线复合铰链柔度研究

提出了一种新型柔性铰链:双边直圆抛物线复合铰链,建立了其理论结构模型,利用卡氏第二定理及微积分理论对铰链的主要性能指标柔度和转动精度进行计算,并取实际参数对柔度及转动精度进行了理论计算及有限元分析,同时对影响铰链性能的结构参数进行研究,结果表明:铰链柔度及转动精度的理论值与有限元分析值相比较,一致性大于92%,且铰链柔度随最小切割厚度t的变化最大。作为一种新型铰链与其他柔性铰链进行了对比,直圆抛物线铰链融合了直圆铰链与抛物线铰链的优点,当c<L/2时,铰链具有较强的转动性能及较弱的载荷敏感性,且热适应能力更强。所设计的直圆抛物线铰链为包括空间环境使用的支撑结构柔节的设计提供了指导。

水平直圆环管内惯性煤粉浓淡分离器气固两相流阻力特性研究

采用多元回归 ,获得各种条件下流动阻力系数的计算公式 ,对水平直圆环管内惯性煤粉浓淡分离装置的气相及气固两相的流动阻力特性进行了详细的研究 ,结果表明 ,水平直圆环管内实现内浓外淡的分离装置的阻力除与Re有关外 ,主要与浓缩环、速度平衡件的高度 (节流比 )等因素有关。试验结果对燃烧器的设计与应用有重要指导意义。

直圆管道中分子流态下“位置束流效应”的Monte Carlo法模拟

利用Monte Carlo模拟方法计算证明,气体在分子流态下通过直圆管道时有“位置束流效应”存在,即在直圆管道中心区域,分子通过的密度增大;而在靠近管壁的边缘区域,分子通过的密度减少。为了恰当地反映位置束流效应现象,专门定义了评价参数γ为通过某一圆环区域的分子数密度与通过整个截面的分子数密度之比。模拟计算得出,在直圆管道的中心区域,评价参数的平均值γ≈1.11;而在边缘区域,γ≈0.91。

新型直圆导角复合型多轴柔性铰链的柔度计算及其性能分析

设计出一种新型多轴柔性铰链——直圆导角复合型多轴柔性铰链,以卡氏第二定理为理论基础,推导了柔度计算式。利用所得结果进行实例计算,并进行有限元分析,通过结果对比验证了计算式的正确性。定义了铰链的厚长比λ,分析了柔度相对误差与λ之间的关系。利用所得柔度计算式,分析了铰链结构参数对其柔度的影响。通过与直圆型多轴柔性铰链的对比,得出直圆导角复合型多轴柔性铰链的转动能力与对载荷的敏感性均优于前者的结论。

气体分子以分子流态通过直圆管道时的位置分布计算

针对气体分子以自由分子流态通过一段直圆管道的问题,将分子划分为从入口直达出口的直通分子和经过管壁反射后到达出口或入口的反射分子这两种类型,分别建立了流动数学模型。从余弦定律出发,推导出两类分子穿越出口与入口截面的分子总数和密度分布函数的积分公式,以及反射分子在管道内壁面的沿程分布规律。定义评价数ν为管口截面上某点的局部分子密度与整个截面平均分子密度之比,给出计算式。数值计算结果表明,按均匀分布进入管道入口的气体分子,在飞离管道出口截面时呈现出中心密集边缘稀疏的"位置束流效应",如管长L=0.5d时,中心处νdA(0)=1.1353,边缘处νdA(0.5)=0.8313;而返回入口截面的分子却呈现出中心稀疏边缘密集的分布。这种趋势随管长增大而减弱,当L>5d后趋于稳定。入口和出口截面的分子密度分布能够互补,两者叠加后恰好等于均匀分布。

直圆型柔性微动回转机构设计及性能研究

采用边界元法对等截面梁进行静态弯曲变形分析,利用机械系统无坐标变换刚性结合法将多个等截面梁合成变截面梁,解析出直圆型柔性铰链刚度方程;基于直圆型柔性铰链的导向及传动原理,设计出一种可将直线位移转换为回转位移对称驱动导向及转换的微动回转机构,并对机构进行自由度分析;利用有限元法对该机构进行静力学分析,结果显示机构最大模拟应力远小于材料许用应力;采用有限元法对该机构进行动力学自由模态分析,并完成机构的模态分析试验,二者最大误差为6.52%,结果证明机构具有较高的前6阶固有频率且在精密宏微驱动回转系统运动过程中不会引起共振。机构性能分析及试验结果显示微动回转机构单自由度驱动、可靠性强、模态性能好。

双轴直圆柔性铰链的柔度计算(英文)

柔性铰链具有体积小、无机械摩擦、无间隙、运动平稳无需润滑等特点,被广泛应用于多种仪器仪表中,获得了极高的精度和稳定性.柔性铰链设计的关键是柔度的计算.本文基于矩阵论、能量法、卡氏第二定理和微积分等知识推导出了双轴直圆柔性铰链设计的柔度计算公式;利用Visual C++6.0编制了其计算软件,通过修改几何参数,可以直观地看到用解析法所求得的各个柔度,便于双轴直圆柔性铰链几何参数的反复修改设计;运用有限元ANSYS11.0分析方法对计算公式进行了验证,结果表明本文推导的双轴直圆柔性铰链的柔度计算公式是正确的,可以用于实际双轴直圆柔性铰链的设计计算.

单边直圆型柔性铰链位移精度的有限元分析

提出了单边直圆型柔性铰链的位移精度系数和偏移率概念,为了分析柔性铰链的结构参数与位移精度系数和偏移率之间的关系,利用ANSYS软件提供的参数化程序设计语言APDL编制程序,实现快速、方便地自动生成柔性铰链的参数化有限元分析模型。分析结果表明:随着最小厚度的增大,位移精度系数减小,而偏移率就增大;切割半径增大,位移精度系数增大,则偏移率减小,而宽度的变化对位移精度系数和偏移率影响很小。

等直圆杆自由扭转应力分析

等直圆杆在自由扭转时,截面有剪应力及正应力,在小变形情况下,正应力远小于剪应力,可以略去不计。在金属材料实验中,材料的变形不是小变形,所得材料为纯剪切而没有正应力的结论是用大变形现象解释小变形理论,方法欠妥;实验装置的设计也未满足试件为自由扭转的边界条件,实验结论并不真实。就等直圆杆自由扭转时的应力进行分析,用图对此状况下的应力状态做出清晰解释。

单边直圆柔性铰链转动刚度的精确计算公式

柔性铰链无摩擦、无回退空程,在众多领域得到应用.单边直圆柔性铰链在要求结构尽可能紧凑的柔性铰链机构中被采纳.通过力学的分析和微积分的推导,得到了单边直圆柔性铰链转动柔度(刚度)的解析计算公式.验证了解析计算公式的准确性,并分析了现有公式的不足.给出的解析计算公式既简洁又精确,有利于单边直圆柔性铰链及其机构的计算、分析和优化.

等直圆梁在正交载荷作用下的强度校核

研究等直圆梁在位于水平平面内的集中载荷与位于铅垂平面内的均布载荷共同作用下梁的强度校核问题 ,重点给出了强度校核中梁的最大弯矩的计算方法。

新型直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的柔度计算及其性能分析

多轴柔性铰链应用于空间柔性机构。提出一种新型多轴柔性铰链——直圆椭圆复合型多轴柔性铰链,以卡氏第二定理为理论基础,推导直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的柔度计算式。采用所得计算式对一组实例进行柔度计算,同时对其进行有限元分析。通过对比分析,二者误差在14%以内,验证了计算式的正确性。借助于推导的计算式,分析直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的结构参数对其柔度的影响。定义相对柔度比,得出直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的转动能力、对载荷的敏感性均优于直圆型多轴柔性铰链。综上,直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的提出,为柔性铰链在空间柔性机构的工程应用提供了新的思路。

单边直圆柔性铰链的柔度计算与分析

以卡式定理为理论基础,推导了单边直圆柔性铰链的柔度计算公式,分析了单边直圆柔性铰链的结构参数对其柔度性能的影响。利用有限元方法对单边直圆柔性铰链的柔度计算公式进行校验,结果表明:公式计算值相对误差均小于10%,理论分析与仿真结果基本吻合,验证了单边直圆柔性铰链柔度计算公式的正确性。本文的研究内容为单边直圆柔性铰链的工程设计提供理论基础。

新型单边直圆椭圆混合柔性铰链的柔度计算及其性能分析

柔性铰链在微机电领域得到了日益广泛的应用。该文提出了一种新型柔性铰链:单边直圆椭圆混合型柔性铰链,以卡氏第二定理为理论基础,推导了单边直圆椭圆混合柔性铰链的柔度计算式。采用所得计算式对一组实例进行柔度计算,同时对其进行有限元分析,通过对比分析,验证了计算式的正确性。借助于推得的计算式,分析了单边直圆椭圆混合柔性铰链的各结构参数对其柔度的影响。通过与双边直圆椭圆混合柔性铰链对比分析,得出了单边直圆椭圆混合柔性铰链的转动能力、对载荷的敏感性均优于双边直圆椭圆混合柔性铰链,综上所述,单边混合柔性铰链的提出为柔性铰链在结构紧凑、大位移场合的工程应用提供了新的思路。

安岛直圆“累圆术”中的对称思想

累圆术的研究成果是和算家安岛直圆运用数学中的对称思想进行创造所得到的。通过对安氏累圆术的讨论,体会数学家的创造历程,展示数学文化的多元性。

直切口圆骨瓣在神经外科手术中的应用

目的 :建议在神经外科手术中选择应用直切口圆形骨瓣开颅法。方法 :应用MIDAS REX气动开颅钻在 38例神经外科手术中采用直切口圆骨瓣开颅法。结果 :38例手术中 ,病变均显露良好 ,肿瘤 (血肿 )全部切除 ,术中失血量明显减少 ,手术持续时间较常规开颅法平均缩短 30～ 50分钟。结论

灌区小型梯形渠道圆直形量水槽试验

为了缓解灌区小型梯形渠道量水设施短缺的问题,设计了一种简易的圆直形量水槽。通过π定理推导量水槽流量的函数关系式,在3条梯形渠道上选用5种收缩比进行现场试验,分析了圆直形量水槽的量水性能指标。结果表明:基于π定理和灌区现场试验得到的流量公式平均相对误差为2.32%;对于坡度大于1/300的梯形渠道,量水槽收缩比小于0.5时,槽前弗劳德数可以满足测流要求;量水槽壅水高度在18.8 cm以下,不影响渠道的正常运行;圆直形量水槽可以在灌区小型梯形渠道上进行测流。

圆拱直墙式水窖应力分析与结构优化

基于ANSYS软件平台新开发的窖体有限元分析软件,对圆拱直墙式水窖空间结构进行分析,计算了水窖的应力分布规律,以水窖耗材量最小为目标函数,以许用应力为约束条件,对不同容积的水窖几何尺寸进行了优化分析。结果表明:窖体直墙底部采用圆角的最大应力远小于采用直角的最大应力;利用混凝土作建窖材料,将引起压应力浪费,因此有必要开发窖体新材料。

圆拱直墙式水窖应力集中现象研究

圆拱直墙式水窖是我国西北缺水地区以及水资源分布不均衡地区的一种常用集雨设施,由于目前在水窖建设中缺乏对圆拱直墙式水窖的空间结构分析,忽略了该水窖存在的应力集中问题,导致水窖在应力集中部位的破坏或整个水窖采用较大厚度导致材料的浪费。通过利用大型有限元分析软件ANSYS对圆拱直墙式水窖进行空间结构分析,计算了该水窖的应力分布规律,从而验证水窖强度。并通过ANSYS优化设计理论,以水窖耗材量最小为目标函数,以许用应力为约束条件,得出不同容水量的水窖优化几何尺寸。根据该尺寸,工程施工人员可以方便地完成该型式水窖的施工,并且为新材料水窖的开发提供一定的理论基础。