柔順機構微位移放大器作為微納制造和精密加工行業(yè)中的重要設備,廣泛應用于高端醫(yī)療、國防軍工、航空航天等領域。由于其結構微小,在服役期內會因為各類因素影響出現(xiàn)結構失效和性能衰減問題。針對這個問題,本文考慮對其結構進行優(yōu)化以提高各項性能指標。將某型號柔性微位移放大器作為研究對象,對原始結構的各項性能指標進行分析,然后結合形狀優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、穩(wěn)健優(yōu)化三個方面來對其結構進行優(yōu)化,旨在穩(wěn)健的提高各項性能指標。主要研究工作如下:(1)對柔性微位移放大器進行優(yōu)化設計,首先需要分析其工作原理以及確定原始結構在工作載荷作用下各項性能指標的基準值,本文通過三維軟件建模和有限元軟件模擬仿真的方式代替真實實驗獲取各項性能指標值。為后續(xù)優(yōu)化設計提供參考標準。(2)針對柔性微位移放大器選用單一鉸鏈結構進行設計能否發(fā)揮最佳性能的問題進行研究。結合形狀優(yōu)化思想,首先結合結構拆分思想將結構整體拆分為柔性鉸鏈和剛性梁。將柔性鉸鏈視為可替換件,將剛性梁結構參數(shù)作為固定值,然后選取3種具有代表性的柔性鉸鏈進行多鉸鏈組合設計,基于正交試驗得出多鉸鏈組合的柔性微位移放大器結構模型,并對各模型進行有限元仿真分析獲取各項指標值。引入應...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 柔順機構研究現(xiàn)狀
        1.2.2 穩(wěn)健優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容
    1.4 本章小結
第二章 結構優(yōu)化及多目標穩(wěn)健優(yōu)化理論概述
    2.1 結構優(yōu)化理論概述
    2.2 多目標優(yōu)化理論概述
        2.2.1 質量損失函數(shù)法
        2.2.2 滿意度函數(shù)法
    2.3 穩(wěn)健優(yōu)化理論概述
        2.3.1 田口方法
        2.3.2 雙響應面法
    2.4 多目標穩(wěn)健優(yōu)化設計及本文研究方法
    2.5 本章小結
第三章 柔性微位移放大器性能指標分析
    3.1 復雜因素對結構和性能的影響分析
    3.2 結構失效與性能衰減解決方案分析
    3.3 柔性微位移放大器工作原理與性能指標提取
        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 本章小結
第四章 基于正交試驗的柔性微位移放大器多鉸鏈組合優(yōu)化設計
    4.1 柔性微位移放大器結構分析
    4.2 基于正交試驗的柔性微位移放大器多鉸鏈組合結構優(yōu)化設計
        4.2.1 柔性微位移放大器多鉸鏈組合設計
        4.2.2 正交試驗設計
        4.2.3 正交試驗設計結果分析
    4.3 本章小結
第五章 基于響應面的柔性微位移放大器剛性梁結構優(yōu)化設計
    5.1 代理模型理論
        5.1.1 代理模型概述
        5.1.2 代理模型精度檢驗
    5.2 響應面代理模型理論與構建
        5.2.1 響應面代理模型
        5.2.2 中心復合設計
        5.2.3 響應面代理模型建立
    5.3 基于響應面模型的剛性梁結構優(yōu)化設計
    5.4 本章小結
第六章 柔性微位移放大器多目標加權穩(wěn)健優(yōu)化設計
    6.1 柔性微位移放大器多目標權重分析
        6.1.1 權重分析理論與研究方法
        6.1.2 熵權分析法
        6.1.3 模糊層次分析法
        6.1.4 基于博弈理論的綜合權重分析
    6.2 多目標加權的穩(wěn)健優(yōu)化設計
        6.2.1 穩(wěn)健性優(yōu)化的重要性
        6.2.2 多目標加權穩(wěn)健優(yōu)化設計模型
    6.3 柔性微位移放大器多目標加權穩(wěn)健優(yōu)化設計求解
    6.4 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果



本文編號：3851003