新型電容式電磁驅(qū)動(dòng)器其基本原理是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)電耦合產(chǎn)品。該產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生豐富的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象,其中振動(dòng)現(xiàn)象尤為明顯。振動(dòng)會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能和壽命有嚴(yán)重影響,由此可以判斷,研究電磁驅(qū)動(dòng)器的非線性振動(dòng)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義,應(yīng)當(dāng)給予高度重視。以一種新型電容式電磁驅(qū)動(dòng)器為研究對(duì)象,根據(jù)拉格朗日麥克斯韋方程建立系統(tǒng)的非線性振動(dòng)方程,應(yīng)用多尺度法進(jìn)行分析。分別分析其單自由度系統(tǒng)、多自由度系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性。單自由度系統(tǒng)主要從理論分析和數(shù)值計(jì)算兩個(gè)層面著手,研究了系統(tǒng)的主共振、1/3次亞諧共振、隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題。主共振研究結(jié)果表明:理論分析同數(shù)值計(jì)算一致,此系統(tǒng)為弱非線性系統(tǒng);分別改變系統(tǒng)的參數(shù):激勵(lì)電壓幅值的增大、電容極板長(zhǎng)度的增加、電容兩極板間距的減小、阻尼系數(shù)的減小,系統(tǒng)的振幅和共振區(qū)域增大;得到了可以忽略系統(tǒng)非線性項(xiàng)的數(shù)值。研究1/3次亞諧共振,得到其存在的必要條件;隨后應(yīng)用數(shù)值模擬,分別分析了系統(tǒng)的阻尼、電壓激勵(lì)、電容幾何參數(shù)對(duì)系統(tǒng)幅值的影響。隨機(jī)振動(dòng)研究發(fā)現(xiàn),二階矩與主共振有相同的特性。多自由度系統(tǒng)主要討論了系統(tǒng)的雙重共振、隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題。利用多尺度法得到了系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)方...

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1電容式電磁驅(qū)動(dòng)器模型

新型電容式電磁驅(qū)動(dòng)器模型可簡(jiǎn)化成圖1，其中E的等效電源、電感、電阻，C為剛性薄板做成的電容，兩極板等寬等高的介質(zhì)板，介質(zhì)板的左端與非線性彈簧連接，考、電磁力，介質(zhì)板可隨電源變化在兩極板間運(yùn)動(dòng)。

圖2電磁力模型Fig.2Electromagneticforcemodel

于是：1)rxxεαΔ的單位矢量，進(jìn)而可得有質(zhì)動(dòng)力：2211()2rrxxfSExεεαΔ=Δ

圖3變介質(zhì)電容器模型

Fig.2Electromagneticforcemodel的總電場(chǎng)力為：222111()22rrESxExεε=Δ=Δ電容

圖4電磁驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)圖

統(tǒng)中的L1、R非常小，故可以忽略，則圖1變?yōu)槿缦聢D4載在電容極板兩端，式（13）變?yōu)椋?21012302121212002101sin()11(2[()]2rrrrrrrrrrqEtxLdqcxkxkx....

本文編號(hào)：3951635