探讨建筑结构概念设计刚度控制

本文针对结构设计中存在的承载能力要求和变形要求分割的现象,论述了刚度对荷载和内力的影响,提出了设计理念,仅供同行参考。     

尺蠖驱动器箝位机构的优化设计

箝位机构的性能直接影响尺蠖驱动器的性能,为满足尺蠖驱动器箝位机构输出力大、响应速度快和结构紧凑的工作要求,设计了单切口柔性铰链桥式箝位机构.该柔性机构的设计必须综合考虑机构的静动态特性,为此,建立了该机构的理论模型,通过刚度和固有频率的试验测试以及有限元分析,发现结构紧凑的小尺寸桥式柔性机构的理论模型误差较大,很难建立简单精确的理论模型.因此,利用有限元法研究了该柔性机构各几何参数对其静动态特性的影响,并通过改变该柔性机构的几何参数,实现对该柔性机构的静动态特性进行优化,以达到设计要求.结果表明它是一种简单有效的桥式耦合柔性机构的优化设计方法.     

离合器箝位型尺蠖驱动器研究及发展

按箝位方式对尺蠖驱动器进行分类.介绍了尺蠖驱动器箝位机构从主动箝位到楔箝位再到楔辊子箝位以及螺旋楔箝位的发展过程;指出传统主动箝位的不足及楔箝位和楔辊子箝位各自的优缺点;介绍了螺旋楔箝位的特点及需要完善发展的方向,指出离合器箝位型尺蠖驱动器是高性能精密直线驱动器的一个重要发展方向.     

蠕动式压电直线驱动器的发展及应用

综述了国内外尺蠖驱动器的发展及其研究现状,列举了一些典犁例子,总结了尺蠖驱动器的应用领域.针对现在的尺蠖驱动器在设计、材料、控制等方面存在的问题,指出了在其研究开发中需要解决的关键技术.     

提高蠕动式压电直线驱动器输出力的研究进展

蠕动式压电直线驱动器具有大位移行程和高位移分辨率的特点,但是箝位机构利用静摩擦力输出负载的方式大大限制了系统的进给刚度和输出推力.从箝位机构的结构类型、运动方式以及和新材料新技术的交叉应用等方面,介绍了几种典型尺蠖驱动器的研究进展,为提高系统的输出力,指出了今后的研究方向.     

MEMS微齿型尺蠖驱动器的研究进展

全面介绍了MEMS微齿型尺蠖驱动器在国外的最新研究进展及应用,该驱动器具有大输出力和高频大功率密度的特点,是高性能精密直线驱动器的一个重要发展方向.     

探讨建筑结构概念设计刚度控制

本文针对结构设计中存在的承载能力要求和变形要求分割的现象,论述了刚度对荷载和内力的影响,提出了设计理念,仅供同行参考。     

一类桥式直接耦合柔性机构的刚度与应力分析

分析了一类桥式直接耦合柔性机构的精确的刚度和应力模型.分别采用伪刚体模型和卡氏第二定理推导了该柔性机构理论刚度模型,利用两个理论模型与有限元模型的结果进行对比,并采用正交实验法全面分析了柔性铰链的寄生刚度和旋转刚度的精度对其刚度性能的影响.研究结果表明：该柔性机构的寄生刚度影响较小,误差贡献率小于3%;旋转刚度的精度影响较大,通过选择精确的旋转刚度公式可以得到精确的理论刚度模型,同有限元结果相比其误差在t/r〈0.65范围内小于8%;与设计实验及其对应的有限元结果的误差分别为4%和3.96%,验证了刚度模型的正确性.基于刚度模型推导了该柔性机构的应力模型,运用正交实验法与有限元结果进行对比,误差小于4%,验证了应力模型的正确性.     

桥式直接耦合柔性机构的优化设计方法

研究设计了用于压电尺蠖驱动器中间驱动机构的桥式直接耦合柔性机构,建立了该柔性机构的简化模 型．利用卡氏定理推导了刚度方程,将柔性机构简化为单自由度弹簧质点系统,得到固有频率．通过实验测试了该 柔性机构的刚度和固有频率,并分别与有限元法和解析法的结果进行对比分析．结果表明：刚度和固有频率的解析 解误差分别为5.5%和14.1%,有限元解的误差分别为7.7%和10.1%,验证了解析解和有限元解的正确性．为了方便 初始设计阶段的参数优化设计,利用有限元方法研究了该柔性机构各几何参数对机构静动态特性的影响．给出了一 种简单有效的优化设计方法,通过改变该柔性机构的几何参数对其静动态特性进行优化．     

Simulation optimal design of a compliant mechanism with circular notch flexure hinges based on the equivalent beam methodology

This paper presents an in-depth study of Equivalent beam model (EBM).Firstly three-dimensional (3D) finite element analysis (FEA) model for circular flexure hinge developed by Zettl et al.was verified by the comparison with Smith’s experimental results and the 3D FEA model was feasible within 5.5% error.Then the accuracy of Timoshenko short-beam due to shear force was verified based on finite element method.The results showed that the EBM has good accuracy within 5% error for 1≤r/t≤3.Finally the EBM methodology was applied for the simulation optimal design of a bridge-type compliant mechanism.The results showed that the EBM methodology has very high numerical efficiency and satisfactory accuracy for simulation optimal design of planar compliant mechanism with flexure hinges.