压电式微动机构动力学与仿真分析

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 压电式微动平台的研究现状

1.2.1 单驱动进给机构

1.2.2 双驱动进给机构

1.2.3 微位移机构

1.2.4 定位机构

1.3 压电式驱动器的研究现状

1.3.1 压电超声波驱动器

1.3.2 准静态压电驱动器

1.4 主要研究内容

第2章 压电材料的基本特性与试验测试

2.1 引言

2.2 压电本构方程

2.2.1 压电弹性体的应变

2.2.2 压电弹性体的位移

2.3 压电陶瓷的特性

2.4 压电堆栈的工作原理

2.5 压电堆栈的工作特性

2.5.1 电学特性

2.5.2 迟滞特性

2.6 本章小结

第3章 基于直圆型柔性铰链的一维微动平台

3.1 引言

3.2 直圆型柔性铰链的力学特性

3.2.1 常用柔性铰链的结构形式

3.2.2 直圆型柔性铰链转动刚度与设计参数的关系

3.3 基于直圆型柔性铰链的一维微动平台动力学分析

3.3.1 微动平台设计

3.3.2 微动平台动力学分析

3.4 基于直圆型柔性铰链的一维微动平台仿真分析

3.4.1 应力及位移分析

3.4.2 模态分析

3.5 本章小结

第4章 基于直圆型柔性铰链的微夹持器

4.1 引言

4.2 基于直圆型柔性铰链的微夹持器动力学分析

4.2.1 微夹持器设计

4.2.2 微夹持器动力学分析

4.3 基于直圆型柔性铰链的微夹持器仿真分析

4.3.1 应力及位移分析

4.3.2 模态分析

4.4 本章小结

第5章 基于直圆型柔性铰链的微位移放大机构

5.1 引言

5.2 差式微位移放大原理

5.3 基于直圆型柔性铰链的微位移放大机构动力学分析

5.3.1 微位移放大机构设计

5.3.2 微位移放大机构动力学分析

5.4 基于直圆型柔性铰链的微位移放大机构仿真分析

5.4.1 应力及位移分析

5.4.2 模态分析

5.5 本章小结

第6章 基于S型柔性机构的一维微动平台

6.1 引言

6.2 S型柔性机构的力学特性

6.2.1 S型柔性机构的结构形式

6.2.2 S型柔性机构的刚度系数

6.2.3 S型柔性机构的刚度与结构参数的关系

6.3 基于s型柔性机构的一维微动平台动力学分析

6.3.1 微动平台设计

6.3.2 动力学分析

6.4 基于S型柔性机构的一维微动平台仿真分析

6.4.1 应力及位移分析

6.4.2 模态分析

6.5 本章小结

第7章 基于S型柔性机构的二维微动平台

7.1 引言

7.2 基于S型柔性机构的二维微动平台动力学分析

7.2.1 微动平台设计

7.2.2 微动平台动力学分析

7.3 基于S型柔性机构的二维微动平台仿真分析

7.3.1 位移及应力分析

7.3.2 模态分析

7.4 本章小结

第8章 压电型步进式直线驱动器

8.1 引言

8.2 直角柔性铰链刚度与设计参数的关系

8.3 压电型步进式直线驱动器动力学分析

8.3.1 驱动器设计

8.3.2 驱动器动力学分析

8.4 压电型步进式直线驱动器仿真分析

8.4.1 应力及位移分析

8.4.2 模态分析

8.5 本章小结

参考文献

名词索引

压电驱动器是近年发展起来的新型智能微位移器件，具有体积小、推力大、精度及位移分辨率高等特点，是理想的微位移驱动器。《压电式微动机构动力学与仿真分析》阐述了压电堆栈驱动器的工作原理，对PSt1000／16／60VS25型压电堆栈驱动器的输出位移和迟滞特性进行了测试分析；研究了直圆型柔性铰链的力学特性，并揭示了其设计参数对直圆型柔性铰链转动刚度的影响规律；基于直圆型柔性铰链分别设计压电式一维微动平台、微夹持器和微位移放大机构；研究了S型柔性机构的力学特性，并揭示其设计参数对S型柔性机构刚度的影响规律；基于S型柔性机构设计压电式一维微动平台和压电式二维微动平台；研究了直角柔性铰链的力学特性，并揭示了直角柔性铰链的设计参数对其刚度的影响规律；基于直角柔性铰链设计压电型步进式直线驱动器；分别建立上述微动机构的动力学模型和固有频率模型，利用有限元软件对微动机构进行仿真分析。

《压电式微动机构动力学与仿真分析》为压电式微动机构的研究提供了基础，具有一定的工程应用价值和理论指导意义。