柔顺机构通过其自身的非线性弹性变形来实现运动、力和能量的传递或转换。与传统的刚性机构相比,它们具有零件少且无需组装、无间隙、无摩擦、无回滞、运动精度高和可靠性高的优势,被广泛应用于光学、航空航天、微机电系统以及生物医学工程等领域。由于柔性铰链产生的可逆微变形会在机构内部产生应力,使得运动和变形从头到尾都交织在一起,导致机构设计和建模分析更加复杂。本文基于此能量特性开发了基于能量法的柔顺机构通用快速建模分析与优化软件(FMGA2),以方便柔顺机构的设计人员快速设计讨论。本文的主要工作总结如下:分析不同的输入、输出情况对构件统一建模,阐述柔性铰链在不同受力情况下产生力矩方向的规律,并将静力单元分为力分散和力收敛两种类型,对机构边界条件进行分类智能识别,建立了统一建模的理论基础。通过多叉树的深度遍历思想建立柔顺机构的正向几何链,推导出建立通用化几何约束与静力学约束方程方法,完成了基于能量法的柔顺机构通用化模型建立并使用序列二次规划算法(SQP)进行模型求解。开发了柔顺机构分析与优化集成的Android APP,在需求指导下模块化设计,实现了机构设计与建模分析、模型求解和参数优化等功能。通过典型机构介绍了软件的操作方式与工作流程,多平台结果分析验证了其有效性。借助此软件,用户可设计任意构型的平面柔性铰链机构,通过建模分析与参数优化,快速评估机构能否满足工程设计需求。