柔順機(jī)構(gòu)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(shè)備,廣泛應(yīng)用于高端醫(yī)療、國防軍工、航空航天等領(lǐng)域。由于其結(jié)構(gòu)微小,在服役期內(nèi)會因為各類因素影響出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失效和性能衰減問題。針對這個問題,本文考慮對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以提高各項性能指標(biāo)。將某型號柔性微位移放大器作為研究對象,對原始結(jié)構(gòu)的各項性能指標(biāo)進(jìn)行分析,然后結(jié)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(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,旨在穩(wěn)健的提高各項性能指標(biāo)。主要研究工作如下:(1)對柔性微位移放大器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,首先需要分析其工作原理以及確定原始結(jié)構(gòu)在工作載荷作用下各項性能指標(biāo)的基準(zhǔn)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(biāo)值。為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計提供參考標(biāo)準(zhǔn)。(2)針對柔性微位移放大器選用單一鉸鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計能否發(fā)揮最佳性能的問題進(jìn)行研究。結(jié)合形狀優(yōu)化思想,首先結(jié)合結(jié)構(gòu)拆分思想將結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jìn)行多鉸鏈組合設(shè)計,基于正交試驗得出多鉸鏈組合的柔性微位移放大器結(jié)構(gòu)模型,并對各模型進(jìn)行有限元仿真分析獲取各項指標(biāo)值。引入應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)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(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 柔順機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化及多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化理論概述
    2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論概述
    2.2 多目標(biāo)優(yōu)化理論概述
        2.2.1 質(zhì)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(yīng)面法
    2.4 多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計及本文研究方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 柔性微位移放大器性能指標(biāo)分析
    3.1 復(fù)雜因素對結(jié)構(gòu)和性能的影響分析
    3.2 結(jié)構(gòu)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(biāo)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(jié)
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(shè)計
    4.1 柔性微位移放大器結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
        4.2.1 柔性微位移放大器多鉸鏈組合設(shè)計
        4.2.2 正交試驗設(shè)計
        4.2.3 正交試驗設(shè)計結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 基于響應(yīng)面的柔性微位移放大器剛性梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)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(yīng)面代理模型理論與構(gòu)建
        5.2.1 響應(yīng)面代理模型
        5.2.2 中心復(fù)合設(shè)計
        5.2.3 響應(yīng)面代理模型建立
    5.3 基于響應(yīng)面模型的剛性梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    5.4 本章小結(jié)
第六章 柔性微位移放大器多目標(biāo)加權(quán)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計
    6.1 柔性微位移放大器多目標(biāo)權(quán)重分析
        6.1.1 權(quán)重分析理論與研究方法
        6.1.2 熵權(quán)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(quán)重分析
    6.2 多目標(biāo)加權(quán)的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計
        6.2.1 穩(wěn)健性優(yōu)化的重要性
        6.2.2 多目標(biāo)加權(quán)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計模型
    6.3 柔性微位移放大器多目標(biāo)加權(quán)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計求解
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3851003