基于柔性鉸鏈的晶體壓彎微調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著我國高能原子物理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對同步輻射技術(shù)領(lǐng)域的研究越來越受到科技工作者的重視和青睞。在同步輻射技術(shù)當(dāng)中，弧矢聚焦雙晶單色器的工作性能引起了國內(nèi)外專家的廣泛重視。其中，同步輻射弧矢聚焦雙晶單色器的框架結(jié)構(gòu)中共有兩個(gè)平面晶體，分別稱之為第一晶體和第二晶體，均起著不可替代的重要作用。為了保障同步輻射弧矢聚焦雙晶單色器的正常工作性能，就必須在第二晶體上設(shè)置一種機(jī)械裝置，用來對第二晶體在弧矢方向上進(jìn)行壓彎，從而改變第二晶體的曲率半徑，最終得

2、到高強(qiáng)度的單色X光束線，滿足弧矢聚焦雙晶單色器的預(yù)期效果和工作性能。所以，根據(jù)弧矢聚焦雙晶單色器的上述工作原理，本論文的主要內(nèi)容就是設(shè)計(jì)一種微型機(jī)械類柔性機(jī)構(gòu)-弧矢聚焦晶體壓彎微調(diào)機(jī)構(gòu)，并且對其進(jìn)行理論分析和研究，使本文設(shè)計(jì)的壓彎機(jī)構(gòu)能夠符合同步輻射弧矢聚焦雙晶單色器的工作性能和使用要求。 在本文設(shè)計(jì)的壓彎機(jī)構(gòu)中，其核心部件是柔性鉸鏈。因此，對柔性鉸鏈的分析和研究對于壓彎機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論分析具有及其重要的意義。柔性鉸鏈?zhǔn)且环N

3、新型特殊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在現(xiàn)代制造業(yè)中的微型機(jī)械類領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本文以單軸柔性鉸鏈為研究對象，重點(diǎn)對其進(jìn)行力學(xué)性能分析。通過理論分析和有限元分析，對三種常見的柔性鉸鏈：直圓型柔性鉸鏈、橢圓型柔性鉸鏈、矩形柔性鉸鏈的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行對比研究，最終確定以直圓型柔性鉸鏈作為壓彎機(jī)構(gòu)的核心部件。在前人的研究基礎(chǔ)上自行推導(dǎo)出直圓型柔性鉸鏈的另一形式的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度計(jì)算解析式以及儲(chǔ)存能量表達(dá)式；分析了柔性鉸鏈在載荷作用下的變形特點(diǎn)和機(jī)械特性；闡述

4、了柔性鉸鏈的材料選取原則和加工方式等等。 本論文通過對壓彎機(jī)構(gòu)的核心部件-柔性鉸鏈的分析和研究，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出微型機(jī)械類柔性機(jī)構(gòu)-弧矢聚焦晶體壓彎微調(diào)機(jī)構(gòu)，并且對壓彎機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論分析。對壓彎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了闡述；對壓彎機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化分析和說明；重點(diǎn)推導(dǎo)出壓彎機(jī)構(gòu)所受外加載荷與晶體壓彎曲率半徑之間的函數(shù)解析式；確定了壓彎機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料特征；對柔性鉸鏈在壓彎機(jī)構(gòu)中的力學(xué)特性和應(yīng)力可靠性進(jìn)行了理論分析和有