کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5008065 1461837 2017 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A new methodology for developing flexure-hinged displacement amplifiers with micro-vibration suppression for a giant magnetostrictive micro drive system
ترجمه فارسی عنوان
یک روش جدید برای توسعه تقویت کننده های جابجایی خمشی-آوندی با مهار میکرو لرزش برای سیستم مغناطیسی غول پیکر
کلمات کلیدی
مهندسی دقیق، تقویت کننده جابجایی انعطاف پذیر سیستم مغناطیس مغناطیسی غول پیکر، روش شناسی، بهینه سازی، جداسازی میکرو لرزش،
ترجمه چکیده
تقویت کننده های جابجایی انعطاف پذیر از لحاظ مزایای بدون اصطکاک، بدون انعکاس، فشرده سازی، با وضوح بالا و غیره، نقش مهمی در مهندسی فوق العاده دقیق بازی می کنند. در حقیقت، تقویت کننده حرکت جابجایی خمشی در ابتدا برای رفع نقص سفر نیروی پیزوالکتریک یا مغناطیسی پیشنهاد شده است. با این حال، برخی از چالش های جدید مانند انزوای میکرو لرزش و عمر طولانی مدت، و غیره، باعث افزایش توجه، به ویژه هنگامی که در محیط خشن. بنابراین، یک روش جدید برای طراحی تقویت کننده ای که می تواند چنین مسائلی را حل کند، در این مقاله ارائه شده است. تمرکز این مطالعه در طراحی، نظریه تجزیه و تحلیل و بهینه سازی تقویت کننده ها نه تنها با هدف ارائه خروجی جابجایی بزرگتر بلکه به دست آوردن انحراف میکرو لرزش در باند فرکانس مورد نظر است. اولا، یک مدل عمومی برای لولای خمشی، بزرگترین استرس کششی اصلی و ضریب ایمنی خستگی، به صورت ریاضی به صورت تنش ترکیبی و بارهای خمشی فرموله شده است. سپس بارهای اعمال شده بر روی هر لولای خمشی با توجه به مدل شبه سختی بدن محاسبه می شود. مدل پویا معادل با روش لاگرانژ ساخته شده است. پس از آن، روش روش شناسی خلاصه می شود و یک استراتژی بهینه سازی متفاوت به کار می رود. در نهایت یک نمونه اولیه ساخته و آزمایش شده است. نتایج آزمایشات و شبیه سازی نشان می دهد که تقویت کننده می تواند نسبت تقویت مطلوب و انحراف لرزش منفعل را به دست آورد که اثربخشی این روش را اثبات می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه شیمی الکتروشیمی
چکیده انگلیسی
Flexure-hinged displacement amplifiers play an important part in ultra-precision engineering due to their advantages of no friction, no backlash, compactness, high resolution and so on. In fact, the flexure-hinged displacement amplifier is initially proposed for addressing the travel shortcoming of piezoelectric or magnetostrictive actuators. However, some new challenges such as micro-vibration isolation and long service life, etc., arouse attentions especially when working in the harsh environment. Therefore, a new methodology for designing amplifier which could handle such issues is proposed and discussed in this paper. The focus of this study is on the design, theory analysis, and optimization of amplifiers, not only with the purpose of providing a larger displacement output, but also achieving micro-vibration isolation in desired frequency band. First, a generalized model for flexure hinges, the largest principal tensile stress and fatigue safety factor are formulated mathematically under combined tension and bending loads. Then the applied loads acting on each flexure hinge is calculated according to pseudo-rigid-body model. The equivalent dynamic model is established by Lagrange method. Whereafter, the procedure of the methodology is summarized and a different optimization strategy is implemented. Finally, a prototype is fabricated and tested. The experiments and simulation results confirm that the amplifier can achieve the desired amplification ratio and passive vibration isolation, which validate the effectiveness of this methodology.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Sensors and Actuators A: Physical - Volume 263, 15 August 2017, Pages 30-43
نویسندگان
, ,