發(fā)布時(shí)間：2018-01-04 11:03

  本文關(guān)鍵詞：基于應(yīng)力剛化效應(yīng)的動(dòng)態(tài)特性可調(diào)微動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)新方法　出處：《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》2015年23期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 微動(dòng)平臺(tái) 柔性鉸鏈 柔順機(jī)構(gòu) 應(yīng)力剛化 智能平臺(tái)

【摘要】：針對(duì)現(xiàn)有基于柔性鉸鏈的微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)態(tài)特性受材料特性、設(shè)計(jì)制造等誤差影響,難以滿足精密微動(dòng)平臺(tái)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)(特別是可變頻率操作)的高要求,基于應(yīng)力剛化效應(yīng),提出了動(dòng)態(tài)特性可調(diào)的微動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)新方法,推導(dǎo)預(yù)應(yīng)力作用下一端固定一端導(dǎo)向梁的等效剛度和質(zhì)量公式;基于對(duì)稱布置假設(shè),建立含有彈片式柔性鉸鏈(下面簡(jiǎn)稱彈片)組數(shù)(離散變量)和截面尺寸(連續(xù)變量)的離散連續(xù)變量復(fù)合優(yōu)化模型,釋放承載剛度約束,獲得截面尺寸含有彈片組數(shù)變量的精確解系列,分析了給定預(yù)應(yīng)力下不同彈片組數(shù)微動(dòng)平臺(tái)的承載剛度和頻率調(diào)節(jié)范圍,從而通過(guò)承載剛度約束和頻率調(diào)節(jié)范圍要求確定彈片組數(shù)。通過(guò)數(shù)值算例,驗(yàn)證了推導(dǎo)計(jì)算模型求解精度和所提設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用有效性。計(jì)算結(jié)果表明,與有限元分析結(jié)果相比,本模型的計(jì)算結(jié)果相對(duì)誤差小于2%,實(shí)現(xiàn)了給定工作剛度、頻率和承載剛度約束的微動(dòng)平臺(tái)最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所提方法實(shí)現(xiàn)了剛度和頻率大范圍的調(diào)整,不但降低了加工精度要求,還為動(dòng)態(tài)特性自適應(yīng)匹配的智能微動(dòng)平臺(tái)提供一種實(shí)現(xiàn)途徑。
[Abstract]:The dynamic characteristics of the existing flexible hinge based fretting platform are affected by the material characteristics, design and manufacture errors, so it is difficult to meet the high requirement of dynamic response (especially the variable frequency operation) of the precision fretting platform. Based on the stress stiffening effect, a new design method of fretting platform with adjustable dynamic characteristics is proposed, and the equivalent stiffness and mass formulas of one end fixed and one end guide beam under prestress are derived. Based on the hypothesis of symmetrical arrangement, a composite optimization model of discrete continuous variables with elastic flexure hinges (hereinafter referred to as shrapnel) groups (discrete variables) and cross-section dimensions (continuous variables) is established to release the bearing stiffness constraints. A series of exact solutions of the section size including the number variables of the shrapnel are obtained, and the bearing stiffness and frequency adjustment range of the fretting platform with different number of shrapnel groups under given prestress are analyzed. Thus, the number of shrapnel is determined by the constraint of bearing stiffness and the range of frequency adjustment. The accuracy of the model and the validity of the proposed design method are verified by numerical examples. The calculation results show that the proposed method is effective. Compared with the results of finite element analysis, the relative error of the model is less than 2, and the given working stiffness is realized. Optimal structural design of fretting platform with frequency and bearing stiffness constraints. The proposed method realizes the adjustment of stiffness and frequency in a wide range, which not only reduces the requirement of machining accuracy. It also provides a way to realize the intelligent fretting platform with adaptive matching of dynamic characteristics.
【作者單位】： 廣東工業(yè)大學(xué)微電子精密制造技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;佛山市南海區(qū)廣工大數(shù)控裝備協(xié)同創(chuàng)新研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(U1134004,50905033) 國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃,2011CB013104) 廣東省自然科學(xué)基金(2015A030312008) 廣州市科技計(jì)劃(201510010281) 廣東省科技計(jì)劃(2013B010402014,2012CXZD0020)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TH703.8
【正文快照】： 0前言10前言柔順機(jī)構(gòu)通過(guò)構(gòu)件彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)力、運(yùn)動(dòng)、能量等的傳遞與轉(zhuǎn)換,因具有體積小、無(wú)機(jī)械摩擦、無(wú)間隙、免潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的研究[1],并發(fā)展起一門(mén)新興的學(xué)科——柔順機(jī)構(gòu)學(xué)。柔性鉸鏈被大量應(yīng)用于柔順機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),在快刀伺服[2-3]、宏微復(fù)合平臺(tái)[4]等精密工程領(lǐng)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 楊春輝;;三自由度平面并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及工作空間分析[J];機(jī)械傳動(dòng);2010年01期

2 龍永成;葛文杰;張永紅;景藜;;外凸圓弧柔性鉸鏈的計(jì)算與分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2011年01期

3 錢(qián)曉力;高思田;李偉;歐長(zhǎng)勁;;直圓柔性鉸鏈加工誤差對(duì)剛度的影響和有限元驗(yàn)證[J];機(jī)械傳動(dòng);2014年03期

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6 李萬(wàn)全;高長(zhǎng)銀;馮地耘;肖啟明;;轉(zhuǎn)動(dòng)加載柔性鉸鏈微位移放大器[J];中國(guó)機(jī)械工程;2011年05期

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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5 吳鷹飛,周兆英;柔性鉸鏈的應(yīng)用[J];中國(guó)機(jī)械工程;2002年18期

6 楊國(guó)興;張憲民;王華;;基于有限元方法的柔性鉸鏈?zhǔn)轿�夾持器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國(guó)機(jī)械工程;2006年10期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 姚學(xué)詩(shī);周傳榮;鄭春龍;;基于旋轉(zhuǎn)軟化的汽輪發(fā)電機(jī)組軸系振動(dòng)研究[J];動(dòng)力工程學(xué)報(bào);2013年11期

2 ;[J];;年期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 曾海勇;應(yīng)力剛化及損傷對(duì)風(fēng)機(jī)葉片模態(tài)參數(shù)影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：1378197