毕业论文

当前位置: 毕业论文 > 物理论文 >

LS-DYNA冲击型压电微动台的动力学建模与仿真

时间:2017-12-06 21:17来源:毕业论文
使用显式有限元分析程序LS-DYNA进行仿真计算,模拟该驱动器的工作过程,分析了结构在阶跃电压和高频三角形周期电压作用下冲击锤与目标体在多次接触碰撞过程中的撞击力以及目标体
摘要本文从工程应用的角度出发,考虑各种复杂因素对于驱动过程的影响,以微观工程领域中的压电精密驱动器为研究对象,根据压电陶瓷的热弹性拟合分析方法,将压电体的逆压电方程与热弹性体的本构方程进行比对,由压电参数获得等效热参数。通过施加温度载荷及对应的热膨胀系数模拟压电体的逆压电效应,使用显式有限元分析程序LS-DYNA进行仿真计算,模拟该驱动器的工作过程,分析了结构在阶跃电压和高频三角形周期电压作用下冲击锤与目标体在多次接触碰撞过程中的撞击力以及目标体的复杂动力学行为。并通过与实验结果进行对比分析,结果表明用有限元分析压电驱动过程具有较高的精确度和生产价值,为复杂压电驱动结构仿真提供了理论依据。16248
关键词  压电驱动器  精确定位  热弹性类比方法  有限元分析  接触碰撞
科 研 训 练 说明书(毕业论文)外文摘要
Title   Dynamic Modeling and Simulation for a Inchworm-type Piezoelectric Micro Platform                     
Abstract
This paper from the perspective of engineering applications, considering the impact of various complex factors in the process of driver, taking precise piezoelectric actuator of the microscopic engineering as the main object of study, based on a piezoelectric-thermal analogy method, comparing inverse piezoelectric effect of piezoelectric material with the constitutive equations of thermoelastic material, the equivalent thermal parameters obtained by the piezoelectric parameters. The inverse piezoelectric effect simulated by applying a temperature load and the corresponding thermal expansion. And then using explicit finite element analysis software LS-DYNA simulate the complex dynamical behavior of actuator drived by step voltage or high frequency voltage with the triangular cycle. Then using the program analyzes the impact force in numerous contact-impact between the target body and the impact hammer and the kinematic behavior of the target body. Finally compare the analysis result with the experimental results. The finite element analysis results show that the piezoelectric-driven process with high accuracy and production value, providing a theoretical basis for the simulation of complex piezoelectric actuator structure. 源自六@维|论*文^网*加7位QQ324`9114 www.lwfree.cn
Keywords  piezoelectric micro actor; precision positioning;  thermoelastic analogy method; Finite Element Analysis
 目   次
1  引言    2
1.1  研究背景及选题意义    2
1.2  国内外研究概况    3
1.3  本文主要研究内容    3
2  压电方程及热弹性比拟    5
2.1  压电本构方程    5
2.2  简化压电方程    6
2.3  热弹性本构方程    7
2.4  压电-热弹性比拟    8
3  有限元模型    9
3.1  模型建立    9
3.2  施加约束、载荷及定义接触    15
4  计算结果及分析    18
4.1  阶跃电压下压电致动器的运动    18
4.2  接触碰撞动力学响应    20
结  论    33
致  谢    34
参 考 文 献    35
1  引言
1.1  研究背景及选题意义
如今,随着现代科学技术的日新月异,人们对于“精度”的要求也越来越高。可以说,任何技术的最后发展都在趋向于微观化,任何仪器都会越来精密,因此,人们对于微观领域的研究也越来越深入。微生物技术、基因工程、微纳米技术、微工程技术等等都已经走进人们的生活。精密的结果需要精密的位置,微位移技术是微观工程领域研究的关键技术和重要组成部分[1-4]。但是,传统的定位装置与理论要求有着不小的差距,最后得出的结果也往往存在较大的误差,所以无法实现精密定位。于是,人们研发出了各种微纳米级的定位装置,采用伺服电机驱动或者螺旋连接传动等方式进行精确定位,但是由于机构的复杂性以及加工精度的影响,这些方法都很难实现。由此人们依据压电陶瓷的压电效应和逆压电效应,研究出了一种新型精密定位仪器——压电驱动器[5]。 LS-DYNA冲击型压电微动台的动力学建模与仿真:http://www.lwfree.cn/wuli/20171206/17518.html
------分隔线----------------------------
推荐内容