發(fā)布時(shí)間：2017-04-05 10:06

  本文關(guān)鍵詞：柔性雙穩(wěn)態(tài)及多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙穩(wěn)態(tài)及多穩(wěn)態(tài)柔性機(jī)構(gòu)借助其優(yōu)良的力學(xué)特性,在MEMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)、微裝配和微操作、空間可展開機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用需求。但是國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀已反映出,目前柔性機(jī)構(gòu)在多穩(wěn)態(tài)構(gòu)型設(shè)計(jì),跳躍閾值力及穩(wěn)態(tài)特性等方面存在許多難點(diǎn)以及亟待解決的問題。針對(duì)這些問題,本論文主要展開了以下研究工作： 1.針對(duì)柔性梁類雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)跳轉(zhuǎn)閾值力過高和雙穩(wěn)態(tài)特性不明顯的問題,提出了兩類低閾值雙穩(wěn)態(tài)柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法：(1)基于局部變截面的低閾值雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,采用截面局部加強(qiáng)的方法來改變雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的跳躍路徑,即通過改變剛性截面的數(shù)目、剛性位置以及強(qiáng)化程度來降低結(jié)構(gòu)的跳轉(zhuǎn)臨界力。具體實(shí)現(xiàn)方法為：以降低跳轉(zhuǎn)力和增大保持力為優(yōu)化目標(biāo),以剛性截面面積和剛性位置為優(yōu)化變量,采用先優(yōu)化跳轉(zhuǎn)力后優(yōu)化保持力的兩步優(yōu)化過程,得到一種具有四個(gè)加強(qiáng)單元的低閾值雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu),數(shù)值試驗(yàn)驗(yàn)證了所提設(shè)計(jì)方法的可行性；(2)基于柔性側(cè)梁支撐的低閾值雙穩(wěn)態(tài)柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,通過改變?nèi)嵝粤汗潭ǘ说闹蝿偠葋磉_(dá)到降閾值的目的。采用MEMS LIGA工藝制作樣件并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本論文所提方法確實(shí)可行。 2.針對(duì)雙穩(wěn)態(tài)柔性梁和板殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)個(gè)數(shù)少、行程不可控的問題,提出了兩類多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法：(1)基于全柔性直線梁的內(nèi)外嵌套組合三穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析方法,通過兩個(gè)不同尺度的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)之間的相互作用,實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)功能；(2)提出一種變厚度多穩(wěn)態(tài)板殼機(jī)構(gòu),通過討論多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的不同剖面形狀對(duì)多穩(wěn)態(tài)力學(xué)特性的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)形狀為錐形時(shí),力學(xué)特性較好�；诖私Y(jié)構(gòu),通過改變加強(qiáng)筋的數(shù)目和位置,得到一組具有多穩(wěn)態(tài)特性的凹凸結(jié)構(gòu),研究了加強(qiáng)筋數(shù)目和位置對(duì)變體結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)數(shù)目的影響程度,指出結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)個(gè)數(shù)存在區(qū)域突變的特點(diǎn),研究了加強(qiáng)筋數(shù)目和位置與結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)個(gè)數(shù)之間的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：雙穩(wěn)態(tài) 多穩(wěn)態(tài) 柔性結(jié)構(gòu) 變體機(jī)構(gòu) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-19
• 1.1 柔性雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)9
• 1.2 雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 柔性梁類雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 板殼類雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 論文的主要工作16-19
• 2 柔性結(jié)構(gòu)的大變形理論研究19-26
• 2.1 概述19
• 2.2 大變形理論計(jì)算方法19-25
• 2.2.1 尖點(diǎn)突變理論19-21
• 2.2.2 偽剛度法21-22
• 2.2.3 有限單元法22-24
• 2.2.4 其它解析算法和數(shù)值解法24-25
• 2.3 小結(jié)25-26
• 3 低閾值全柔性雙穩(wěn)態(tài)及多穩(wěn)態(tài)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-46
• 3.1 概述26-27
• 3.2 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)流程27-33
• 3.2.1 ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊介紹27-28
• 3.2.2 機(jī)構(gòu)V型梁尺寸優(yōu)化流程28-32
• 3.2.3 機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)流程32-33
• 3.3 結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)33-40
• 3.3.1 設(shè)計(jì)1雙柔性直線梁結(jié)構(gòu)33-35
• 3.3.2 設(shè)計(jì)二——端部具有側(cè)梁支撐的微機(jī)構(gòu)35-37
• 3.3.3 設(shè)計(jì)3計(jì)內(nèi)外嵌套組合的三穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)37-40
• 3.4 微機(jī)構(gòu)的制作和實(shí)驗(yàn)40-45
• 3.4.1 微機(jī)構(gòu)的制作40-42
• 3.4.2 微機(jī)構(gòu)閾值測(cè)量42-45
• 3.5 小結(jié)45-46
• 4 基于局部變截面的低閾值雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析46-59
• 4.1 概述46-47
• 4.2 雙穩(wěn)態(tài)構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì)模型47-53
• 4.2.1 幾何非線性大變形分析48-49
• 4.2.2 雙穩(wěn)態(tài)閾值優(yōu)化設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.3 數(shù)值模擬50-53
• 4.3 仿真結(jié)果與討論53-57
• 4.3.1 第一輪優(yōu)化結(jié)果53-55
• 4.3.2 第二輪優(yōu)化結(jié)果55-57
• 4.3.3 截面剛性程度對(duì)雙穩(wěn)態(tài)特性的影響57
• 4.4 小結(jié)57-59
• 5 一種板殼類多穩(wěn)態(tài)變體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法59-71
• 5.1 概述59-60
• 5.2 板殼解析模型60-61
• 5.3 多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)61-69
• 5.3.1 多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法61-65
• 5.3.2 剖面形狀對(duì)多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的影響65-66
• 5.3.3 剛性強(qiáng)化對(duì)多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的影響66-69
• 5.4 小結(jié)69-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 本文主要結(jié)論71-72
• 前景展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況78-79
• 致謝79-80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳耀鵬;聶國華;;雙層殼的雙穩(wěn)態(tài)力學(xué)特性理論分析和數(shù)值模擬[J];力學(xué)季刊;2009年03期

2 吳耀鵬;;基于能量原理的雙穩(wěn)態(tài)各向同性柱殼力學(xué)特性研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 顧強(qiáng)強(qiáng);基于扁曲梁屈曲特性的形狀自適應(yīng)結(jié)構(gòu)單元分析與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：286899