柔性三角梁约束微纳测头的变刚度特性分析

摘要

针对目前多数微纳测头约束支撑机构刚度不可调的问题,基于柔性三角梁约束支撑原理,构造一种具有变刚度特性的新型微纳测头结构.利用压电叠堆器驱动柔顺机构以控制约束支撑梁所受轴向力,进一步调节梁的支撑刚度以及约束支撑机构的整体刚度.应用最小势能原理分别建立约束支撑机构的垂直刚度和横向刚度的理论模型,并利用有限元分析法获得支撑刚度随压电叠堆器输出轴向压力的刚度曲线.对比支撑刚度理论值和仿真值大小,结果表明建立的理论刚度模型正确.研究揭示了该新型微纳测头的变刚度机理,为其实际应用过程中的变刚度控制奠定了重要的理论基础.