[发明专利]一种考虑变形率的二维扁弹簧网状结构的确定方法

摘要

本发明公开了一种考虑变形率的二维扁弹簧网状结构的确定方法，步骤如下：建立由四根一维扁弹簧和四个圆环两者间隔且首尾相连的基本单元模型；建立柔性网状结构模型，其沿横向间隔连接M个基本单元模型和(M+1)个一维扁弹簧，沿纵向连接N个基本单元模型；推导出横向位置的一维扁弹簧的变形率与基本单元模型承受的载荷的关系式；推导出基本单元模型的变形率与基本单元模型承受的载荷的关系式；推导出柔性网状结构模型的变形率与沿纵横向柔性网状结构模型承受的总载荷的关系式，再根据基本单元模型的变形率、基本单元模型中一维扁弹簧的变形率以及基本单元模型变形后夹角三者之间的数量关系，计算出总载荷以及横向位置的一维扁弹簧的变形率。

主权项

1.一种考虑变形率的二维扁弹簧网状结构的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：建立由四根一维扁弹簧和四个圆环两者间隔且首尾相连的基本单元模型；/n步骤2：建立由基本单元模型和一维扁弹簧组合而成的柔性网状结构模型，该柔性网状结构模型沿横向间隔连接M个基本单元模型和M+1个一维扁弹簧，沿纵向连接N个基本单元模型；/n步骤3：根据一维扁弹簧的各个参数，推导出横向位置的一维扁弹簧的变形率与基本单元模型承受的载荷的函数关系式；/n步骤4：根据步骤3获得的函数关系式及基本单元模型的各个参数，推导出基本单元模型的变形率与基本单元模型承受的载荷的函数关系式；/n步骤5：根据步骤4获得的函数关系式及柔性网状结构模型中一维扁弹簧与基本单元模型的排列方式，推导出柔性网状结构模型的变形率与沿纵横向柔性网状结构模型承受的总载荷的函数关系式，再根据基本单元模型的变形率、基本单元模型中一维扁弹簧的变形率以及基本单元模型变形后的夹角三者之间的数量关系，计算出沿纵横向柔性网状结构模型承受的总载荷以及横向位置的一维扁弹簧的变形率；/n所述一维扁弹簧的半圆的直径D与所述一维扁弹簧的丝杆的长度L相等；所述一维扁弹簧的标准单元个数n为3，同时所述基本单元模型中的一维扁弹簧的变形率以避免弹簧在压缩时产生干涉现象；/n所述步骤3中的横向位置的一维扁弹簧的变形率与基本单元模型承受的载荷的函数关系式为：/n /n其中，表示横向位置的一维扁弹簧的变形率；D表示一维扁弹簧中半圆的直径；E表示一维扁弹簧的杨氏模量；I表示一维扁弹簧的惯性矩；P表示基本单元模型沿横向承受的载荷；/n所述步骤4中的基本单元模型的变形率与基本单元模型承受的载荷的函数关系式为：/n /n /n其中，P表示基本单元模型沿横向承受的载荷；Q表示基本单元模型沿纵向承受的载荷；D表示一维扁弹簧中半圆的直径；E表示一维扁弹簧的杨氏模量；I表示一维扁弹簧的惯性矩；表示基本单元模型变形前的夹角；表示基本单元模型变形后的夹角；ε表示基本单元模型中的一维扁弹簧的变形率；/n所述步骤5中的柔性网状结构模型的变形率与沿纵横向柔性网状结构模型承受的总载荷的函数关系式为：/n /n /n其中，F_x和F_y分别表示沿纵横向柔性网状结构模型承受的总载荷；M表示柔性网状结构模型沿横向具有的基本单元模型的个数；N表示柔性网状结构模型沿纵向具有的基本单元模型的个数；D表示一维扁弹簧中半圆的直径；E表示一维扁弹簧的杨氏模量；I表示一维扁弹簧的惯性矩；表示基本单元模型变形前的夹角；表示基本单元模型变形后的夹角；ε表示基本单元模型中的一维扁弹簧的变形率；/n所述步骤5中的基本单元模型的变形率基本单元模型中一维扁弹簧的变形率ε以及基本单元模型变形后的夹角三者之间的数量关系为：/n当为0％时，为45°，ε为0％；当为5％时，为42°，ε为6.73％；当为10％时，为39°，ε为12.87％；当为15％时，为36°，ε为18.54％；为20％时，为33°，ε为23.85％；当为25％时，为30°，ε为28.87％。/n