發(fā)布時(shí)間：2018-10-08 20:14

【摘要】：設(shè)計(jì)了一種基于壓電薄膜驅(qū)動梁和柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的3維微定位平臺,并且為了準(zhǔn)確評估平臺性能提出了一種理論建模分析方法.首先,根據(jù)力平衡條件下的歐拉-伯努利梁理論和壓電本構(gòu)方程,得到壓電薄膜梁的輸出模型;然后,根據(jù)柔度矩陣方法,推導(dǎo)得到微定位平臺的整體柔度模型;最后,綜合壓電薄膜梁模型和平臺柔度模型得到平臺的整體輸出模型.通過有限元仿真分析微定位平臺的輸出位移和轉(zhuǎn)角,并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證.結(jié)果顯示,僅有1個(gè)驅(qū)動器作用時(shí),輸出位移和轉(zhuǎn)角理論計(jì)算結(jié)果與有限元分析結(jié)果的相對誤差分別為5.4%和5.5%;3個(gè)驅(qū)動器共同作用時(shí),輸出位移理論結(jié)果與有限元分析結(jié)果的相對誤差為11.6%.
[Abstract]:A 3D micro-positioning platform based on piezoelectric thin film driven beam and flexure hinge structure is designed and a theoretical modeling and analysis method is proposed to accurately evaluate the performance of the platform. Firstly, according to the Euler-Bernoulli beam theory and the piezoelectric constitutive equation, the output model of the piezoelectric thin film beam is obtained. Then, according to the flexibility matrix method, the global compliance model of the micro-positioning platform is derived. The whole output model of the platform is obtained by combining the piezoelectric thin film beam model and the platform flexibility model. The output displacement and rotation angle of the micro-positioning platform are analyzed by finite element simulation, and the results are compared with the theoretical results. The results show that the relative errors between the calculated results of output displacement and rotation angle and the results of finite element analysis are 5.4% and 5.5% respectively when there is only one driver. The relative error between the output displacement theory and the finite element analysis is 11.6.
【作者單位】： 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院高效潔凈機(jī)械制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61327003) 山東大學(xué)基礎(chǔ)研究基金(2015JC034)
【分類號】：TN384

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本文編號：2258120