[发明专利]U型悬臂梁结构的力学建模算法

摘要

本发明提供一种U型悬臂梁结构的力学建模算法，包括以下步骤，设梁的几何尺寸、材料属性、偏斜力已知，求活动端点A点沿力作用方向的位移，以及校核强度；建立力学计算的数学模型，将此曲梁分成五段，包括AB直线段、BG曲线段、GC曲线段、CD直线段、DE曲线段，根据实际载荷F与单位载荷1，分别计算各段弯矩、轴力、剪力，进而可以计算出关键点的正应力和切应力，查询所用材料手册，校核强度，确保变形在允许范围内。该种U型悬臂梁结构的力学建模算法，工业设计师或结构工程师可以利用该方法快速计算和设计产品出中U型悬臂梁的几何形状，承受载荷的信息。可以节省利用有限元软件仿真的时间和成本。缩短研发时间，提高可靠性。

主权项

一种U型悬臂梁结构的力学建模算法，其特征在于：包括以下步骤，设梁的几何尺寸、材料属性、偏斜力已知，求活动端点A点沿力作用方向的位移，以及校核强度；建立力学计算的数学模型，将此曲梁分成五段，包括AB直线段、BG曲线段、GC曲线段、CD直线段、DE曲线段，根据实际载荷F与单位载荷1，分别计算各段弯矩、轴力、剪力，进而可以计算出关键点的正应力，查询所用材料手册，校核强度，确保变形在允许范围内；计算AB段的M(x)和FN(x)和FS(x)和x1为A点到B点任一截面长度；α为AB段梁和铅垂线的角度；σB为B点正应力；MB为B点弯矩，为B点单位弯矩，AB段0≤x1≤L1：M(x1)=F·x1·cosα;M(x1)‾=1·x1·cosα;]]>M(B)=F·L1·cosα;M(B)‾=1·L1·cosα;]]>FN(x1)=-F·sinα;FN(x1)‾=-1·sinα;]]>σB=|MB|·H2I+|FN(x1)|A;]]>其中，I是横截面对中性轴的惯性矩；Fs(x1)=-F·cosα;Fs(x1)‾=-1·cosα.]]>