2-DOF柔性微动平台的拓扑优化设计

发布时间：2017-09-19 06:02

  本文关键词：2-DOF柔性微动平台的拓扑优化设计

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【摘要】：采用拓扑优化方法在给定设计区域内寻求材料的最佳分布,以获得布局合理的2-DOF微动平台新构型。在考虑平台所受载荷的情况下,采用变密度法及连续体柔性结构互能与应变能的比值法,建立了平台单自由度方向上的拓扑优化目标函数,并基于线性加权法建立了2-DOF平台的多目标拓扑优化数学模型,通过对所建模型求解,得到了具有对称双圆弧柔性薄板式弹性单元体的2-DOF微动平台的新构型。对平台的静动态特性进行了有限元分析及实验测试,结果表明:在150 V驱动电压作用下,x、y方向的位移分别为16.7μm、15.46μm,位移耦合分别为0.47μm、0.50μm,x、y方向的固有频率均为1.725 k Hz,在20 N阶跃输入力作用下,x、y方向的响应时间均约为13 ms。
【作者单位】： 宁波大学机械工程与力学学院;首信自动化信息技术有限公司;
【关键词】： 微动平台 并联柔性结构 拓扑优化 有限元分析 特性测试
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51175271) 教育部留学回国人员科研启动基金资助项目 浙江省高等学校中青年学科带头人学术攀登项目(Pd2013091)
【分类号】：TH122
【正文快照】： 微动平台是一种行程小(小于1 mm)、定位精度和位移分辨率高的微定位机构。它在精密和超精密加工中,可用来实现微进给或误差补偿;在精密测量中,可用来实现微调节;在扫描隧道显微镜中,通过与微探针相结合,可测量微结构的形貌[1-3]。柔性结构微动平台是通过其弹性单元体的弹性变

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本文编号：879904