气动齿状软体驱动器动力学建模与仿真分析

作     者：苏怡仪 张力文 徐齐平 刘锦阳 SU Yiyi;ZHANG Liwen;XU Qiping;LIU Jinyang

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 浙江师范大学工学院浙江金华321004 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第8期

页      面：142-151页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11772186 11932001)。 

主　　题：绝对节点坐标法(ANCF) 气动齿状软体驱动器 动力学建模 软接触 材料非线性 试验验证 

摘      要：针对发生面内弯曲、超弹性材料气动齿状软体驱动器,从非线性本构关系出发,考虑几何非线性,基于绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)建立二维多梁结构的动力学模型。考虑多点接触,采用罚函数法对相邻气腔之间的软接触问题建模,避免相邻气腔之间的互相穿透,并能准确模拟相邻气腔从不接触到充分接触的变拓扑过程;相比于ANCF实体单元模型,二维梁模型计算规模小,更加高效。通过气动弯曲试验和ABAQUS仿真,验证理论模型的计算精度;在此基础上研究重力对软体驱动器构型的影响,分析充气速率和最终加载气压值对其动力学响应的影响。