2-DOF柔性微动平台的拓扑优化设计

作     者：由永升 崔玉国 孙庆龙 淳华 郑邵雍 You Yongsheng;Cui Yuguo;Sun Qinglong;Chun Hua;Zheng Shaoyong

作者机构：宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 首信自动化信息技术有限公司河北迁安064400 

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) 

出 版 物：《机械设计与研究》 (Machine Design And Research)

年 卷 期：2016年第32卷第1期

页      码：18-23页

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。

主 题 词：微动平台 并联柔性结构 拓扑优化 有限元分析 特性测试 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13952/j.cnki.jofmdr.2016.0005

馆 藏 号：203132031...