论文开题报告书：基于ANSYS多物理场的URPM3R3T-4系统索流固耦合分析

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：　机电及自动化学院　　　　　　　　专业班级：　　　　08测控1班　

课题名称 基于ANSYS多物理场的URPM3R3T-4系统索流固耦合分析

1、 本课题的的研究目的和意义：

传统机械式微位移技术中，由于存在着较大的间隙和机械摩擦， 以致使运动灵敏度和定位精度都很难达到很高的要求 。而柔性铰链式微位移机构具有结构紧凑、体积小、无机械摩擦、无间隙、无爬行、机械谐振频率高、抗震动干扰能力强等优点，采用压电陶瓷驱动器进行驱动则很容易实现高分辨率的位移 。 近年来，国内外许多学者在这一方面做出了大量研究工作， 如：Musa Jouaneh 、Chunyong Yin。 等利用柔性铰链设计了各种微定位机构，这些机构大多是由单、双平行四杆机构构
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体积小、无机械摩擦、无间隙的柔性铰链。随后柔性铰链在支撑结构、连接结构、挑战机构和测量仪器中得到广泛应用，并日益成熟。70年代末，美国国家标准局引入了柔性铰链机构以放大压电驱动器的位移，使其设计的工作台既具有亚微米级的位移分辨率，又具有相对较大的行程。
1978年美国国家标准局开发了一个微定位工作台并用于光掩模的线宽测量。为了恩你工作光学和电子显微镜中使用，要求工作台结构紧凑并能在真空中使用。工作台采用了压电元件驱动，柔性铰链机构进行位移放大的方案。压电元件在低频工作时的能量耗散为零，因此工作台在没有内部热源。工作台可在50lm的工作范围内，以1nm或更高的分辨率将物体线性定位。工作台还被用于其他显微物体，如生物细胞、空气污染颗粒和石棉纤维的尺寸精密测量。
由于我国柔性铰链技术起步较晚，因此早期很多技术借鉴国外技术。在90年代初，我国柔性铰链技术才得以应用和研究。如清华大学用柔性铰链—电致伸缩微位移驱动器的两个_度微动工作台（1992年获得国家教委科技进步奖），它可以简化成两个分别进行*，y向的运动的平行四连杆机构。该工作台的技术指标为：尺寸范围13cm*10cm*2cm，行程范围0-10um，定位精度3σ≤（＋－0.03）um。
就目前而言，由柔性铰链构成的微动工作台并结合压电陶瓷驱动的微位移系统占据主导地位。这种微动工作台不仅控制简单，而且可以很容易实现亚微米甚至是纳米级的精度，同时不产生噪声，不发热，可于各种介质环境工作，是精密机械中理想的微位移结构。


3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：

研究内容一 柔性铰链位移放大原理
成果形式 机构设计
研究内容二 CAD制图
成果形式 机构坐标系的建立和构建3D CAD模型
研究内容三 如何利用ANSYS对系统结构进行静力分析
成果形式 利用ANSYS对系统结构进行静力分析判断其合理性
4、拟解决的关键问题：

1.利用柔性铰链进行位移放大的结构设计；
2.CAD制图
3.并利用ANSYS多物理场模块对系统结构静力分析，






5、研究思路、方法和步骤：



（1）了解柔性铰链位移放大原理

（2）建立机构模型 构建3D CAD模型

（3）利用ANSYS进行应力分析








6、本课题的进度安排：

第1-3 周 文献翻译；了解柔性铰链的位移放大工作原理。

第4-10 周 CAD制图；熟悉CAD软件及有限元分析法。

第11-15 周 设计柔性铰链结构，建立系统的模型并进行计算和测试。

第16 周 论文，准备答辩

7、参考文献：

[1]刘德忠，许意华，费仁元，等．柔性铰链放大器的设计与加工技术[J]．北京工业大学学报，2001，6(2) ……（未完，全文共3103字，当前仅显示1567字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告书：基于ANSYS多物理场的URPM3R3T-4系统索流固耦合分析》）