位移反向器柔顺机构拓扑优化设计方法与实现过程

位移反向器柔顺机构拓扑优化.docx

柔性机构是利用材料的弹性变形传递或转换运动、力或能量的新型机构，与传统的刚性结构相比，柔性机构具有：整体化设计和加工、简化结构和减小体积与质量、免装配、无间隙和摩擦，实现高精度运动、无磨损，提高寿命、增大结构刚度等优点，从而广泛运用于高精度工程场合。

柔顺机构由于不具有传统机构的运动副，因此克服了机构装配、加工制造、润滑带来的误差，采用柔顺机构作为微纳定位装置本体机构，能够实现高精度定位，可应用在医学定位等诸多高端领域。

本柔顺机构设计思路基于柔性铰链理论以及具体需求，设计出一种不同参数的柔性铰链机构，基于hyperworks进行分析仿真，实验对比，找出一种最优柔性铰链机构，进行全局拓扑优化，进行实验数据分析，将两者进行对比，找出一种最优结构模型。基于SIMP变密度拓扑优化法，选择带惩罚系数的变密度SIMP插值法，以输出端位移y1/输入端位移x1为增益z为目标函数，约束体积，用OC算法作为优化算法。