第5期 邱丽芳等：六杆柔顺机构的伪刚体模型 685, 表3三种方法的分析结果 Table 3 Comparison of the results among three different methods 仿真结果 理论计算结果 模型实验结果 F/N 滑块6位移/mm △02 滑块6位移/mm △02 滑块6位移/mm 0 0 0 0 0 0 100 1.6345 3.8 1.7 4 1.6 140 2.2283 6.2 2.3 6 2.3 180 2.9221 9.6 3.1 9 3.0 220 3.8159 13.1 3.5 12 3.6 260 4.5097 17.4 4.4 16 4.3 300 5.2035 26.3 5.3 25 5.1 3.2 有限元分析 元类型时，选择SOLID95立体单元类型，网格化分 在ANSYS中建立图1所示六杆柔顺机构的有 采用Free meshing的网格划分方式. 限元分析模型，如图5所示.尺寸参数设置、所选 该串联柔顺滑块机构所受力为面力，受力面积 材料均与加工实物相同，输入力F作用点及方向也 为20mm2,输入不同力时，得到滑块6的位移，仿 与图1相同.为了保证仿真结果的准确，在选择单 真结果见表3. ELEMENTS N NODAL SOLUTION AN UN172011 0502 ME- AVG 279 -243 445544 61 (a) (b) 图5六杆柔顺机构有限元分析模型.(a)网格划分：(b)位移云图 Fig.5 Finite element model of the six-bar full-compliant mechanism:(a)mesh;(b)displacement nephogram 3.3实际测试 4结果分析 为验证理论分析与仿真分析的正确性，对设计 设滑块6理论计算结果和仿真结果相对实验结 实例的加工实物进行实际测试.根据实际测试条件， 果的误差分别为△1和△v2,并且 搭建实验测试平台如图6所示.在相同输入力F作 用下，可测得两个滑块的位移和构件2的转角2， AY"-AY △1= 100%, 进而得到△02，测试结果见表3. △Ym-△Y 4y2= AYT ×100%. 式中，△Y'为实验测量值，△Y〃为理论计算 值，△Y"为有限元仿真值.相对误差结果如表4 所示， 图6六杆柔顺机构实例实验照片 Fig.6 Experiment photo of an example of the six-bar full- 由表4可知：理论分析、仿真分析和实验 compliant mechanism 分析所得结果基本一致，证明了理论分析方法是第 期 邱丽芳等 六杆柔顺机构的伪刚体模型 表 三种方法的分析结果 妞 习 仿真结果 理论计算结果 模型实验结果 滑块 位移 △先 滑块 位移 △先 滑块 位移 ‚ 一 ‚ 有限元分析 在 中建立图 所示六杆柔顺机构 的有 限元分析模型‚如 图 所示 尺寸参数设置 、所选 材料均与加工实物相 同‚输入力 作用点及方 向也 与 图 相同 为 了保证仿真结果 的准确 ‚在选择单 元类型时‚选择 立体单元类型 ‚网格化分 采用 的网格划分方式 该 串联柔顺滑块机构所受力为面力‚受力面积 为 ‚输入不 同力时‚得到滑块 的位移 ‚仿 真结果见表 、 、 八月 几 】 」口 日 一 一 一 一 一 一 一‚ 一 日 一 引 钊 科 几了一〔 图 六杆柔顺机构有限元分析模型 网格划分 位移云图 一 一 实际测试 为验证理论分析与仿真分析 的正确性 ‚对设计 实例的加工实物进行实际测试 根据实际测试条件 ‚ 搭建实验测试平台如 图 所示 在相 同输入力 作 用下 ‚可测得两个滑块 的位移和构件 的转角 ‚ 进而得到 △ ‚测试结果见表 结果分析 设滑块 理论计算结果和仿真结果相对实验结 果的误差分别为 乙。 和 。、‚并且 乙、 乙 一 乙 产 乙 ‚ 主︸ 乙 一 乙 ‘ 乙 产 图 六杆柔顺机构实例实验照片 式 中 ‚ 值 ‚乙 所示 乙。 乙 了 为 实验 测量 值 ‚ 乙 ‘为 理论计 算 ‚ 为有 限元仿真值 相对误差结果如表 一 由表 可知 理论分析 、 仿真分析和 实验 分析所得结果基本一致 ‚证 明了理论分析方法是