针对航天微型扭杆性能测试装置用到的微小扭矩加载系统中的压电驱动微位移放大机构,建立了精确的有限元模型,对微位移放大机构在不同驱动力下的位移输出,利用有限元分析软件Nastran 2001进行了仿真分析,实验结果验证了仿真分析的准确性.结果表明:利用杠杆原理计算微位移放大机构的放大比会带来较大的误差,本机构中达到了50.6%,而有限元分析是行之有效的方法.

本文主要研究以压电双晶片作为驱动元件,由三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出的微位移放大机构。通过理论计算、建模等对微位移放大机构进行设计;制作了微位移放大机构的样机,并进行了实验测试。对得到的测试数据进行分析,得出了结论：微位移放大机构的行程为0~77.8μm,放大倍数约为6.2倍。

设计一种以压电陶瓷为驱动,通过柔性机构放大输出位移的精密定位工作台。给出了该精密定位工作台的结构模型,建立了精密定位工作台的位置输入输出方程,分析和计算了柔性铰链微位移放大机构的位移放大倍数。通过仿真确定工作台各自由度的变形量与压电陶瓷驱动器伸缩量之间的关系与运动特性。结果表明,该精密定位工作台能实现定位误差为0.1μm的高精度定位。通过与3点支撑微位移放大机构工作台的比较,显示出4点支撑微位移放大机构工作台可减小交叉耦合的影响。

对于微小扭矩加载系统中的压电驱动微位移放大机构,建立了精确的有限元模型,对微位移放大机构在不同驱动力下的位移输出,利用有限元分析软件Nastran2001进行了仿真分析,得到了较为准确的特性参数放大比,实验结果验证了仿真分析的准确性.

针对一种新型压电舵机的微位移放大机构,提出一种基于刚度分析的设计方法。阐述了压电舵机的组成及工作原理,并推导出压电舵机数学模型,分析微位移放大机构结构参数对压电舵机系统性能的影响,进而确定了柔性铰链的设计原则。对5种单轴柔性铰链的刚度特性进行分析,得到了柔性铰链刚度比的变化曲线,并采用有限元分析的方法对微位移放大机构进行了参数优化设计。仿真分析结果表明,该种方法对于压电舵机微位移放大机构的设计十分有效。

针对三级电反馈射流管电液伺服阀第三级滑阀阀芯行程较小,位移传感器较难检测的问题,提出了应用于三级电反馈射流管电液伺服阀的柔性铰链微位移放大器,利用解析法和有限元法对柔性铰链微位移放大机构进行了静力学和动力学分析,计算出了放大机构的放大倍数和输入刚度;输出位移和负载成线性关系,负载越大位移损失越大;应力分析表明此放大机构的最大应力远小于材料的最大许用应力;并通过有限元对固有频率和振型的计算,得出系统动力学参数。

针对三级电反馈射流管电液伺服阀第三级滑阀阀芯行程较小,位移传感器较难检测的问题,提出了应用于三级电反馈射流管电液伺服阀的柔性铰链微位移放大器,利用解析法和有限元法对柔性铰链微位移放大机构进行了静力学和动力学分析,计算出了放大机构的放大倍数和输入刚度;输出位移和负载成线性关系,负载越大位移损失越大;应力分析表明此放大机构的最大应力远小于材料的最大许用应力;并通过有限元对固有频率和振型的计算,得出系统动力学参数。