Generalized element-node complete model and its implementation for the optimal design of a piezo-actuated compliant amplifier

顺应机制 有限元法 铰链 执行机构 计算机科学 刚度 节点(物理) 放大器 控制理论(社会学) 平面的 机械工程 结构工程 工程类 计算机图形学(图像) 人工智能 控制(管理) 带宽(计算) 计算机网络
作者
Kaijie Wang,Peng Huang,Qiang Liu,Limin Zhu,Zhiwei Zhu
出处
期刊:Review of Scientific Instruments [American Institute of Physics]
卷期号:94 (8)
标识
DOI:10.1063/5.0157556
摘要

Compliant amplification mechanisms are widely applied to extend the stroke of stacked piezoelectric actuators. Accurate modeling of static and dynamic performances is crucial for the optimal design of complex compliant mechanisms. By generalizing the planar element-node model-based finite element method, this paper proposes a new modeling method capable of describing the spatial complete kinetostatics and dynamics for compliant mechanisms. On the basis of the widely reported complete compliance models for flexure hinges, a versatile stiffness model is established for the hinge with an arbitrary notch shape through the force equilibrium model. The generalized model is then demonstrated by applying for modeling and optimizing a compliant mechanism with dual-stage amplification. The verification through finite element simulations suggests that the maximum modeling error for the kinetostatic and first six resonant frequencies for the mechanisms with and without structural optimizations is less than 20%. Finally, the open-loop and closed-loop performance tests on the prototype with optimized parameters are conducted, demonstrating the effectiveness of the developed modeling and optimization methods.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小呆鹿完成签到,获得积分10
1秒前
旺旺发布了新的文献求助10
2秒前
糟糕的沂发布了新的文献求助10
4秒前
脑洞疼应助安静绯采纳,获得10
5秒前
5秒前
执着的寄松完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6应助leolee采纳,获得30
5秒前
6秒前
7秒前
11秒前
11秒前
yyy发布了新的文献求助10
11秒前
冷酷男人发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
14秒前
18秒前
hhh完成签到,获得积分10
18秒前
认真沛珊完成签到,获得积分10
19秒前
未雨绸缪发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
希望天下0贩的0应助OVO采纳,获得10
22秒前
MXX完成签到 ,获得积分10
22秒前
亦犹未进完成签到,获得积分10
22秒前
runner完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
旺旺完成签到,获得积分10
27秒前
Sandy完成签到 ,获得积分10
27秒前
科研难农发布了新的文献求助10
28秒前
30秒前
30秒前
30秒前
自信妙竹完成签到,获得积分10
30秒前
丘比特应助loading采纳,获得10
31秒前
holyholy发布了新的文献求助10
35秒前
安静绯发布了新的文献求助10
35秒前
Zx_1993应助科研通管家采纳,获得40
35秒前
35秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
核桃应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1601
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5559974
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4645042
关于积分的说明 14674272
捐赠科研通 4586202
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2516308
邀请新用户注册赠送积分活动 1490000
关于科研通互助平台的介绍 1460841