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자료유형
학술저널
저자정보
신현표 (동양미래대학교) 문준희 (유한대학교)
저널정보
Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.40 No.3
발행연도
2023.3
수록면
229 - 236 (8page)
DOI
10.7736/JKSPE.022.120

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With advancements in semiconductor manufacturing processes and the development of precision processing technology, flexure hinge-based ultra-precision positioning stages are widely used. In the flexure hinge, axial and bending stiffness properties greatly influence positioning performance. This study examined the stiffness properties of elliptic and parabolic 2-degrees-of-freedom (DOF) hinges, which have not been extensively discussed. The Timoshenko beam theory was applied to derive the stiffness equations for the axial and bending directions of each hinge. The stiffness properties were examined in several design conditions by comparing theoretical and finite element analyses. Based on the results of the analyses, an empirical formula in exponential form for the design of an elliptic hinge was constructed through surface-fitting. The elliptic hinge was found to be a better alternative to a circular hinge under certain design conditions by adjusting two design parameters. In the future, we will develop sophisticatedly designed hinges with improved axial and bending stiffness properties compared to the existing circular and elliptic hinges.
#Axial stiffness (축방향 강성) #Bending stiffness (굽힘방향 강성) #Finite element analysis (유한요소해석) #Elliptic flexure hinge (타원형 플렉셔 힌지) #Parabolic flexure hinge (포물선형 플렉셔 힌지)

목차

1. 서론
2. 2 자유도 타원형, 포물선형 플렉셔 힌지의 강성 해석
3. 유한요소해석과 이론식 결과 비교
4. 곡선 보간 및 곡면 보간을 통한 실험식 구성
5. 결론
REFERENCES

참고문헌 (11)

참고문헌 신청
Kim, H. S., Cho, Y. M., Moon, J. H., (2010), Active vibration control using a novel three-DOF precision micro-stage, Smart Materials and Structures, 19(5), 055001. google schola Li, C.-X., Gu, G.-Y., Yang, M.-J., Zhu, L.-M., (2013), Design, analysis and testing of a parallel-kinematic high-bandwidth XY nanopositioning stage, Review of Scientific Instruments, 84(12), 125111. google schola Moon, J.-H., Park, J.-H., Pahk, H.-J., (2009), Design and modeling of a 6-DOF stage for ultra-precision positioning, Journal of the Korean Society for Precision Engineering, 26(6), 106-113. google schola Shin, H., Moon, J.-H., (2013), Design of a double triangular parallel mechanism for precision positioning and large force generation, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 19(3), 862-871. google schola Roy, N. K., Cullinan, M. A., (2018), Design and characterization of a two-axis, flexure-based nanopositioning stage with 50 mm travel and reduced higher order modes, Precision Engineering, 53, 236-247. google schola

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