柔顺机构微位移放大器多目标稳健优化设计

发布时间：2023-10-04 01:01

　　柔顺机构微位移放大器作为微纳制造和精密加工行业中的重要设备,广泛应用于高端医疗、国防军工、航空航天等领域。由于其结构微小,在服役期内会因为各类因素影响出现结构失效和性能衰减问题。针对这个问题,本文考虑对其结构进行优化以提高各项性能指标。将某型号柔性微位移放大器作为研究对象,对原始结构的各项性能指标进行分析,然后结合形状优化、尺寸优化、稳健优化三个方面来对其结构进行优化,旨在稳健的提高各项性能指标。主要研究工作如下:(1)对柔性微位移放大器进行优化设计,首先需要分析其工作原理以及确定原始结构在工作载荷作用下各项性能指标的基准值,本文通过三维软件建模和有限元软件模拟仿真的方式代替真实实验获取各项性能指标值。为后续优化设计提供参考标准。(2)针对柔性微位移放大器选用单一铰链结构进行设计能否发挥最佳性能的问题进行研究。结合形状优化思想,首先结合结构拆分思想将结构整体拆分为柔性铰链和刚性梁。将柔性铰链视为可替换件,将刚性梁结构参数作为固定值,然后选取3种具有代表性的柔性铰链进行多铰链组合设计,基于正交试验得出多铰链组合的柔性微位移放大器结构模型,并对各模型进行有限元仿真分析获取各项指标值。引入应...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 柔顺机构研究现状
        1.2.2 稳健优化设计研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 结构优化及多目标稳健优化理论概述
    2.1 结构优化理论概述
    2.2 多目标优化理论概述
        2.2.1 质量损失函数法
        2.2.2 满意度函数法
    2.3 稳健优化理论概述
        2.3.1 田口方法
        2.3.2 双响应面法
    2.4 多目标稳健优化设计及本文研究方法
    2.5 本章小结
第三章 柔性微位移放大器性能指标分析
    3.1 复杂因素对结构和性能的影响分析
    3.2 结构失效与性能衰减解决方案分析
    3.3 柔性微位移放大器工作原理与性能指标提取
        3.3.1 柔性微位移放大器工作原理
        3.3.2 有限元仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 基于正交试验的柔性微位移放大器多铰链组合优化设计
    4.1 柔性微位移放大器结构分析
    4.2 基于正交试验的柔性微位移放大器多铰链组合结构优化设计
        4.2.1 柔性微位移放大器多铰链组合设计
        4.2.2 正交试验设计
        4.2.3 正交试验设计结果分析
    4.3 本章小结
第五章 基于响应面的柔性微位移放大器刚性梁结构优化设计
    5.1 代理模型理论
        5.1.1 代理模型概述
        5.1.2 代理模型精度检验
    5.2 响应面代理模型理论与构建
        5.2.1 响应面代理模型
        5.2.2 中心复合设计
        5.2.3 响应面代理模型建立
    5.3 基于响应面模型的刚性梁结构优化设计
    5.4 本章小结
第六章 柔性微位移放大器多目标加权稳健优化设计
    6.1 柔性微位移放大器多目标权重分析
        6.1.1 权重分析理论与研究方法
        6.1.2 熵权分析法
        6.1.3 模糊层次分析法
        6.1.4 基于博弈理论的综合权重分析
    6.2 多目标加权的稳健优化设计
        6.2.1 稳健性优化的重要性
        6.2.2 多目标加权稳健优化设计模型
    6.3 柔性微位移放大器多目标加权稳健优化设计求解
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3851003