考虑温度效应的微操作平台的建模与性能分析

作     者：胡俊峰 郝亚洲 徐贵阳 杨健 HU Jun-feng;HAO Ya-zhou;XU Gui-yang;YANG Jian

作者机构：江西理工大学机电工程学院江西赣州341000 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51265016) 江西省自然科学基金资助项目(20122BAB216029) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2015年第22卷第2期

页      码：143-149,154页

摘      要：微操作平台处于温度变化的工作环境中会产生热误差、断裂或疲劳破坏等意外情况．为了提高基于直梁式柔性铰链的微操作平台的精度，采用有限元方法建立考虑温度效应的平台热响应模型，并基于该模型对其热误差和热应力进行分析．采用欧拉‐伯努利梁模拟直梁式柔性铰链和杆件的力学行为，采用最小势能原理得到计入温度效应的微操作平台的力学方程．采用模态截断技术推导出温度变化与热误差、热应力之间的传递函数．以桥式微操作平台为算例分析温度变化对其性能的影响．分析结果表明：热误差对温度变化的灵敏度为0.192μm／℃，温度变化会产生较大的静态热误差；通过选择合理的结构参数可减小热误差；当单位温度变化时会产生0～0．21μm振动和11.6 M Pa的热应力，在动态热载荷作用下会产生较大的热振动和热应力．所以，不能忽略温度效应对微操作平台的影响，需要通过优化设计和热误差补偿策略减小其影响．

主 题 词：温度效应 微操作平台 有限元法 热变形 热应力 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0701[理学-数学类] 0702[理学-物理学类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2015.02.007

馆 藏 号：203155777...