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《基于有限元的双晶片式压电微夹钳的设计【毕业设计】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、本科毕业论文（20届）基于有限元的双晶片式压电微夹钳的设计23摘 要摘要：微夹钳是微装配与微操作过程中直接与被操作对象相接触的末端执行器，在微装配与微操作中的起着决定性作用。本文设计和使用有限元分析了一种根据逆压电效应工作的微夹钳。应用压电陶瓷材料，利用压电陶瓷双晶片悬臂梁结构，设计了一种结构新颖，夹持效果好，夹持力准确的的压电微夹钳。建立双晶片悬臂梁结构钳指的有限元模型，运用有限元分析软件ANSYS中的压电耦合场分析，对压电微夹钳的有限元模型进行静动态特性分析。静态特性方面，微夹钳的输出位移同驱动电压之间成线性关系，在50V的最大驱动电压作用下，最大
2、输出位移约为250μm，且最大夹持力为0.625N；动态特性方面，分别进行模态分析、阶跃响应分析及谐响分析，并得到微夹钳的固有频率及响应时间分别约为50Hz和1.3ms。在其余细节方面，尽量使用常见材料，如利用紫铜制作钳指基板，利用45号钢制作夹板，降低了制作成本。本文提供了一种微型夹具设计和制造的新途径，其将在微系统元器件的生产和装配中发挥重要的作用，并将推动微夹钳技术的发展，为科技研发、产品生产的进步做出贡献。关键词：微夹钳；压电执行器；压电双晶片；有限元分析23Abstract：Gripperisanactuatoroftheendoftheas
3、semblyandmicrooperationprocessbyoperatingobjectdirectlywithexposed,whichplaysadecisiveroleintheassembleandmicrooperation.Thispaperdesignedandanalyzedagripperaccordingtoconversepiezoelectriceffect.ThisProjectusesPiezoelectricceramic,utilizestructureofPiezoelectricbimorphsofcantil
4、everbeams,Designakindofpiezoelectricgripperwithnovelstructure,goodgrippingeffectandaccurateholdpower.Byestablishingthefiniteelementmodeloftwochipscantileverstructure,usingthepiezoelectriccouplingfieldanalysisofANSYS,themicropiezoelectricclampsofstaticanddynamiccharacteristicsoff
5、initeelementmodelisanalyzed.Forthestaticperformance,thereisalinearrelationshipbetweendisplacementofthestageanditsdrivingvoltage.Themaximumdisplacementofthemacro-gripperisabout250μmunderthemaximumvolt50V.Fordynamicperformance,withModalanalysis,stepresponseanalysisandharmonicringa
6、nalysis,thenaturalfrequencyandtheresponsetimeofthestageisabout50Hzand1.3ms,respectively.Intherestofthedetails,usecommonmaterials,suchasusingcopperproductionclampreferstosubstrates,using45steelproductionplywood,whichreducedthecost.Thispaperprovidesanewwayinminiaturefixturedesigna
7、ndmanufacture,whichwillplayanimportantroleinthemicrosystemcomponentsproduction,andwillpromotethedevelopmentofthegrippertechnology,andmakecontributetothescientificresearch,productandproductionprogress.Keywords：gripper；piezoelectric；bimorphs；Finiteelementanalysis23目 录摘 要II目 录IV1绪论
8、11.1论文的背景11.2国内外研究现状21.3论文的主要工作42微夹钳的初始构型53设计计算
