精密导向膜片设计与优化

针对微振动模拟器中精密导向机构行程小、精度高的要求，提出了一种具有精密导向作用的柔性膜片。首先，基于柔度矩阵法对柔性膜片的轴向与径向柔度进行建模；其次，基于柔性膜片的结构参数对其轴向和径向柔度进行参数化分析；接着，以高轴向柔度、高轴向/径向柔度比和低应力为目标，建立了优化设计模型，并对其进行优化，优化结果表明轴向柔度优化率为233%,轴向/径向柔度比优化率为172%,最大应力优化率为32%。优化后柔性膜片的各目标性能都得到较大提升；最后，通过有限元分析与实验进行验证。有限元分析与实验结果相对于理论分析的相对误差分别为6.7%和7.8%。理论分析与优化方法为柔性膜片提供了一个简单有效的设计思路。