微硬盘驱动臂的拓扑优化设计

发布时间：2021-01-13 18:52

　　随着计算机及电子技术的迅猛发展,大容量微小化的硬盘存储技术得到了广泛关注。微硬盘以其容量大、寿命长、传输速度高、高防震性等优点,在各类设备中得到广泛应用。微硬盘的各项关键技术,大都围绕着如何高速精确的读取存储在盘片上的数据这一问题展开,而作为带动磁头运动的微硬盘驱动臂,如何合理设计其结构以满足要求就成为重要问题,拓扑优化方法为设计更轻更合理的微硬盘驱动臂提供了可能。本文以微硬盘驱动臂为研究对象,详细分析了其结构、工作环境和运动特性,并以此为基础,选择了微硬盘驱动臂的静力特性和自由振动特性为优化目标,建立了基于静态柔顺性的微硬盘驱动臂拓扑优化模型、基于模态追踪技术的微硬盘驱动臂拓扑优化模型和微硬盘驱动臂多目标综合拓扑优化模型。在简要介绍了拓扑优化基本理论后,本文以静态柔顺性的定义和模态追踪技术为基础,建立了基于静力有限元分析、基于模态追踪技术的初始求解域及拓扑优化的数学模型和微硬盘驱动臂多目标综合拓扑优化模型。然后,针对前两个模型中包含的目标函数和约束函数进行了灵敏度分析的详尽推导,得到了灵敏度的计算公式,并对拓扑优化中可能出现的数值奇异性问题进行了分析与研究。接着,本文以MATLAB为... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

均匀化方法下的复合材料

图2.1均匀化方法下的复合材料一般情况下，在复合材料的研究中，其等效力学基本参数，如等效弹性模量等效泊松比等效热膨胀系数等宏观参数可以通过试验确定。但是，对于图2.2所示的复合材料，均匀化方法是假定用一种均匀的材料来替代复合材料，使复合材料在与均匀材料相同的边界条件下产生的变形与均匀材料相同。基于这一思想，可以得到由这种单胞按周期排列组成的复合材料的宏观弹性模量为‘7，:、，一淞P(l”:拭一刹、称一鄂·(2一3)式(2一3)中Y指单胞的面积，笋指单胞所在的区域，氏为Kronecher符号。

{1ifx任只脚，一}。护:·。/负从图2.3可以看出，SIMP拓扑优化方法实际上是取图3.3(d)种单胞模型进行均匀化，但其与均匀化方法不同的是，SIMP模型认为材料的弹性模量与构成材料的密度

【参考文献】：
期刊论文
[1]硬盘磁头读写臂动态性能的有限元分析[J]. 罗俊,王涛,舒东伟,吴健康.  机械与电子. 2009(08)
[2]基于节点独立变量的连续体结构动态拓扑优化[J]. 龙凯,左正兴.  固体力学学报. 2008(01)
[3]基于动态柔度的硬盘驱动臂的拓扑设计[J]. 朱灯林,王安麟.  机械强度. 2007(02)
[4]多输入多输出柔顺机构拓扑优化及输出耦合的抑制[J]. 张宪民,陈永健.  机械工程学报. 2006(03)
[5]结构及柔顺机构拓扑优化设计中的拓扑图提取[J]. 付永清,张宪民.  力学进展. 2006(01)
[6]结构动力学设计优化方法的新进展[J]. 顾松年,徐斌,荣见华,姜节胜.  机械强度. 2005(02)

博士论文
[1]多目标优化方法研究及其工程应用[D]. 安伟刚.西北工业大学 2005
[2]结构与柔性机构拓扑优化[D]. 贾海朋.大连理工大学 2005

硕士论文
[1]微硬盘磁头弹性臂的研究[D]. 刘爱龙.电子科技大学 2006
[2]柔顺机构的动态拓扑优化设计[D]. 刘少芳.汕头大学 2005
[3]硬盘悬臂结构的振动主动控制研究[D]. 吕根贵.南京航空航天大学 2005



本文编号：2975386