,,,,,。柔性铰链基本性能主要包括刚度精度及应力特性等几方面，其中刚度性能直接反映了柔性铰链抵抗外载能力，也体现了运动副柔性程度，是主要研究因素。年，等人首次公布其设计开发圆形柔性铰链，并给出了刚度计算公式。本文应用有限元软件对双边圆弧形柔性铰链和单边圆弧形柔性铰链在不同结构参数下转动刚度进行分析，并与其解析计算结果进行了比较，分析了其间产生误差原因。通过建立双边单边圆弧形柔性铰链参数与其刚度性能关系图，分析了圆弧形柔性铰链各参数变化对其刚度性能影响通过分析比较双边单边圆弧形铰链刚度特性，结果显示单边圆弧形柔性铰链具有更大转动能力，但其对轴向载荷影响更为敏感，设计单边圆弧形柔性铰链更适用于结构紧凑需要大位移应用场合。给出了对柔性铰链影响最大关键加工参数，为圆弧形铰链选择和工程设计提供了理论依据。Ⅱ圆弧形柔性铰链刚度计算公式双边圆弧形柔性铰链主视图如图所示，其横截面为矩形。立体图如图所示。分别为圆弧型柔性铰最小厚度高度和宽度，为圆弧圆半径，为圆弧圆心角。如图所示，在横轴上截取微元，在受力作用前微元截面垂直于横轴。微元高度为，长度为，宽度等于圆弧最小宽度，在力矩作用下柔性铰链角变形为式中圆弧型铰链转动刚度计算公式为当图双边圆弧型柔性铰链模型Ⅲ圆弧型柔性铰链有限元模型是种大型通用有限元分析技术，计算功能强大，计算结果可靠软件。圆弧型柔性铰链基本结构尺寸为,材料选用铍铜合金，其杨氏模量，泊松比，材料特性为各向同性。双边圆弧形柔性铰链有限元模型如图所示，对该模型左端面进行全约束，网格模型右端面自由端为载荷施加位置，施加弯矩网格模型右端面特殊节点为节点位移代表输出位移单元类型选择实体单元模型，对整个模型使用进行自由网格划分。单边圆弧形柔性铰链有限元模型如图所示。通过分别改变圆弧型柔性铰链结构尺寸参数以及，得到各类结构参数改变有限元模型。图有限元模型刚度性能分析改变圆弧形柔性铰链结构尺寸参数以及，分别计算出在不同结构参数下圆弧型柔性铰链理论计算转动刚度和有限元分析结果转动刚度，如图所示。图改变材料杨氏模量圆弧型柔性铰链转动刚度有限元值与理论值比较图改变宽度柔性铰链转动刚度有限元值与理论值比较图改变厚度圆弧型柔性铰链转动刚度有限元值与理论值比较图改变圆弧半径圆弧型柔性铰链转动刚度有限元值与理论值比较图改变圆弧半径圆弧型柔性铰链转动刚度有限元值与理论值比较由式和图分析得由图可见，转动刚度与杨氏模量宽度呈线性递增关系，且理论值比有限元值大，杨氏模量和宽度越小，有限元值与理论值越接近。由图可知，转动刚度有限元值和理论值都与厚度呈曲线递增关系，且增速越来越快。当越大，有限元值与理论值相差越大当，有限元值与理论值越接近。由图可知，转动刚度有限元和理论值都与半径呈曲线递减关系，减幅较小转动刚度有限元值与理论值接近。分析图可知，双边圆弧形铰链刚度比单边圆弧形铰链刚度大。分析图可得圆弧型柔性铰链各设计参数对其转动刚度影响程度依次为厚度影响最大，其次为圆弧半径，再次为圆心角，最后为杨氏模量宽度。圆弧型柔性铰链转动刚度理论值与有限元值不相等，甚至有较大差值可能原因是利用材料力学梁弯曲理论建立柔性铰链理论模型，是建立在定假设条件基础之上。从有限元模型图可见，当给模型自由端施加轴转矩时，有限元模型不仅在轴方向产生位移，同时在轴上也有位移变化。也就是说，柔性铰链不仅只发生弯曲变形，同时有剪力将引起柔性铰链截面曲翘变形。在定结构参数下，柔性铰链理论解与有限元分析吻合很好。Ⅳ结论通过分析比较双边单边圆弧形柔性铰链转动刚度理论解与有限元分析，得出不同结构参数对柔性铰链转动刚度影响程度及线性关系。其中圆弧型柔性铰链各设计参数对其转动刚度影响程度依次为厚度影响最大，其次为圆弧半径最后为杨氏模量宽度。并阐述了圆弧型柔性铰链转动刚度理论值与有限元值不相等主要原因是柔性铰链不仅只发生弯曲变形，同时有剪力将引起柔性铰链截面曲翘变形。通过分析比较双边单边圆弧形铰链刚度特性，结果显示单边圆弧形柔性铰链具有更大转动能力，但其对轴向载荷影响更为敏感，设计单边圆弧形柔性铰链更适用于结构紧凑需要大位移应用场合。为圆弧形铰链选择和工程设计提供了理论依据。,,中文字作者国籍出处,,Ⅰ,,,,,Ⅱ,,,,,Ⅲ,中文字作者国籍出处,