本文關(guān)鍵詞：基于準(zhǔn)H式超聲換能器的壓電直線電機(jī)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲電機(jī)是一種國(guó)內(nèi)外正著力發(fā)展的高新技術(shù)電機(jī),是當(dāng)前微特電機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),在航空航天、醫(yī)療器械、生物工程等許多領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛應(yīng)用前景。目前,直線超聲電機(jī)技術(shù)還不成熟,普遍存在結(jié)構(gòu)型式單一、推力較小、速度不高等問(wèn)題。為豐富直線超聲電機(jī)型式并改進(jìn)電機(jī)性能,本文著力研究了直線超聲電機(jī)設(shè)計(jì)理論總結(jié)技術(shù),完成了以下工作:1、回顧了壓電直線超聲電機(jī)的發(fā)展,介紹了直線超聲電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用,厘清了直線超聲電機(jī)的分類,闡明了直線超聲電機(jī)的研究現(xiàn)狀,指出直線超聲電機(jī)研究的關(guān)鍵問(wèn)題,說(shuō)明了本研究的目的與意義。2、提出一種基于面內(nèi)復(fù)合模態(tài)的準(zhǔn)H型變截面夾心式定子的直線電機(jī)。建立了該定子APDL參數(shù)化分析模型。以兩相模態(tài)頻率一致且工作振幅最大為目標(biāo),通過(guò)對(duì)定子結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行模態(tài)靈敏度分析和計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了定子動(dòng)力學(xué)特性的優(yōu)化并求得定子優(yōu)化尺寸為37mm×60mm×11mm。闡釋了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)理,推導(dǎo)了其定子驅(qū)動(dòng)端橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡方程,通過(guò)施加電壓載荷對(duì)定子振動(dòng)特性進(jìn)行了瞬態(tài)分析仿真,求得定子在200V電機(jī)激勵(lì)下的縱、彎工作振幅為8μm和6μm,并通過(guò)對(duì)施加電壓載荷的改變驗(yàn)證了在激勵(lì)不同的情況下橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡的變化。3、提出一種兩直線自由度的準(zhǔn)H型變截面夾心式定子的直線電機(jī),該定子以面內(nèi)縱彎復(fù)合模態(tài)以及面外復(fù)合模態(tài)作為工作模態(tài),并闡釋了電機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理。通過(guò)對(duì)該定子的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行模態(tài)靈敏度分析和計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了其結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化,并求得定子優(yōu)化尺寸為34.4mm×59.2mm×11.5mm.建立了電機(jī)機(jī)電耦合數(shù)值分析模型,仿真出定子頻響特性曲線以及橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡。4、基于準(zhǔn)H型變截面夾心式定子提出了兩種電機(jī)裝配方案,并基于摩擦學(xué)原理對(duì)兩種方案分別進(jìn)行了分析,最終得出一種較為可靠的裝配方案,為樣機(jī)的研制提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合模態(tài) 超聲電機(jī) 驅(qū)動(dòng)機(jī)理 動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM359.4;TB552
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 超聲電機(jī)技術(shù)概述8-9
• 1.3 直線型超聲電機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及其應(yīng)用9-14
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外直線型超聲電機(jī)研究10-12
• 1.3.2 直線超聲電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用12-14
• 1.4 直線超聲電機(jī)現(xiàn)行的技術(shù)所面臨的問(wèn)題14
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 夾心式超聲電機(jī)振動(dòng)理論及壓電材料研究16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 變截面桿中的振動(dòng)理論研究16-17
• 2.3 定子動(dòng)力學(xué)模型分析方法17
• 2.4 超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)用壓電陶瓷材料17-23
• 2.4.1 壓電陶瓷材料分類18
• 2.4.2 壓電陶瓷材料的性能18-21
• 2.4.3 壓電陶瓷材料的壓電轉(zhuǎn)換方程及超聲電機(jī)振動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)理21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 準(zhǔn)H型變截面定子研究24-43
• 3.1 引言24
• 3.2 壓電電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則24-25
• 3.3 面內(nèi)縱彎振模態(tài)疊加準(zhǔn)H型定子25-30
• 3.3.1 準(zhǔn)H型定子結(jié)構(gòu)分析及工作模態(tài)假定25-26
• 3.3.2 定子彈性基體材料及壓電材料的確定26-28
• 3.3.3 準(zhǔn)H型變截面定子驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的工作原理28-30
• 3.4 定子結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)30-36
• 3.4.1 定子的有限元數(shù)值建模30
• 3.4.2 定子的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)30-36
• 3.5 準(zhǔn)H型變截面定子動(dòng)力學(xué)特性的數(shù)值模擬36-39
• 3.5.1 定子工作模態(tài)計(jì)算36-37
• 3.5.2 定子諧響應(yīng)特性37-38
• 3.5.3 定子瞬態(tài)振動(dòng)響應(yīng)特性38-39
• 3.6 定子驅(qū)動(dòng)端質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與調(diào)控39-42
• 3.6.1 驅(qū)動(dòng)端質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)推導(dǎo)39-40
• 3.6.2 驅(qū)動(dòng)足橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡的調(diào)相位差法調(diào)節(jié)40-41
• 3.6.3 驅(qū)動(dòng)足橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡的調(diào)電壓法調(diào)節(jié)41-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第四章 兩直線自由度準(zhǔn)H型定子研究43-50
• 4.1 引言43
• 4.2 兩直線自由度準(zhǔn)H型定子43-47
• 4.2.1 兩直線自由度準(zhǔn)H型定子工作模態(tài)假定43-45
• 4.2.2 兩直線自由度準(zhǔn)H型定子結(jié)構(gòu)分析45-47
• 4.3 兩直線自由度準(zhǔn)H型定子仿真研究47-49
• 4.3.1 兩直線自由度準(zhǔn)H型定子諧響應(yīng)分析47-48
• 4.3.2 兩直線自由度準(zhǔn)H型定子瞬態(tài)響應(yīng)分析48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 準(zhǔn)H型變截面夾心式結(jié)構(gòu)電機(jī)研究50-57
• 5.1 引言50
• 5.2 準(zhǔn)H型變截面電機(jī)定、動(dòng)子間接觸特性研究50-54
• 5.2.1 定子與動(dòng)子接觸分析50-51
• 5.2.2 準(zhǔn)H型變截面雙驅(qū)動(dòng)足定、動(dòng)子接觸研究51-54
• 5.3 準(zhǔn)H型變截面結(jié)構(gòu)電機(jī)裝配方案設(shè)計(jì)54-56
• 5.3.1 電機(jī)裝配方案一54-55
• 5.3.2 電機(jī)裝配方案二55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 本論文創(chuàng)新點(diǎn)及工作總結(jié)57
• 6.1.1 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)57
• 6.1.2 本文研究工作總結(jié)57
• 6.2 下一步研究工作展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果及參與科研項(xiàng)目62-63
• 致謝63-64

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