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基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计

魏传新 陈洪达 尹达一

魏传新, 陈洪达, 尹达一. 基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018005-1018005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1018005
引用本文: 魏传新, 陈洪达, 尹达一. 基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018005-1018005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1018005
Wei Chuanxin, Chen Hongda, Yin Dayi. Optimization design of cross-spring compliant micro-displacement mechanism based on RSM[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10): 1018005-1018005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1018005
Citation: Wei Chuanxin, Chen Hongda, Yin Dayi. Optimization design of cross-spring compliant micro-displacement mechanism based on RSM[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10): 1018005-1018005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1018005

基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计

doi: 10.3788/IRLA201645.1018005
基金项目: 

国家自然科学基金(40776100)

详细信息
    作者简介:

    魏传新(1989-),男,博士生,主要从事空间遥感设备的精密光机系统设计工作。Email:ls_wcx@163.com

  • 中图分类号: TH702

Optimization design of cross-spring compliant micro-displacement mechanism based on RSM

  • 摘要: 为提升一种新型交叉簧片柔性微位移机构的动力学性能,采用响应曲面优化分析对微位移结构参数进行多目标优化设计。首先建立机构的FEA参数化模型,分析机构的工作原理,利用ANSYS对微位移机构进行动力学分析;确定微位移机构的性能指标参数;采用内切中心复合设计法建立响应曲面模型,确定优化设计参数;以交叉铰链簧片厚度作为优化设计变量,前三阶频率作为目标函数,微位移刚度作为约束函数,采用非线性二次规划算法建立多目标参数优化模型,在优化推荐的三个最优解中进行修正,得到最终的设计方案。比较优化前后微位移机构的性能指标,在机构刚度不变的情况下,一阶频率提升80%,二、三阶频率提升4%。研究得出以下结论,簧片厚度对微位移机构动力学性能影响呈正相关,且不同节点处簧片厚度影响不同,采用该优化设计方案有效提升了机构的动力学性能。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-02-05
  • 修回日期:  2016-03-09
  • 刊出日期:  2016-10-25

基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计

doi: 10.3788/IRLA201645.1018005
    作者简介:

    魏传新(1989-),男,博士生,主要从事空间遥感设备的精密光机系统设计工作。Email:ls_wcx@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(40776100)

  • 中图分类号: TH702

摘要: 为提升一种新型交叉簧片柔性微位移机构的动力学性能,采用响应曲面优化分析对微位移结构参数进行多目标优化设计。首先建立机构的FEA参数化模型,分析机构的工作原理,利用ANSYS对微位移机构进行动力学分析;确定微位移机构的性能指标参数;采用内切中心复合设计法建立响应曲面模型,确定优化设计参数;以交叉铰链簧片厚度作为优化设计变量,前三阶频率作为目标函数,微位移刚度作为约束函数,采用非线性二次规划算法建立多目标参数优化模型,在优化推荐的三个最优解中进行修正,得到最终的设计方案。比较优化前后微位移机构的性能指标,在机构刚度不变的情况下,一阶频率提升80%,二、三阶频率提升4%。研究得出以下结论,簧片厚度对微位移机构动力学性能影响呈正相关,且不同节点处簧片厚度影响不同,采用该优化设计方案有效提升了机构的动力学性能。

English Abstract

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