發(fā)布時(shí)間：2017-08-11 18:24

  本文關(guān)鍵詞：擠壓膜軸承用壓電擠壓器振動(dòng)特性研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 壓電擠壓器 擠壓膜軸承 機(jī)電等效電路 諧振頻率 有限元分析

【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)中,軸承是機(jī)械設(shè)備中不能缺少的重要零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體并減少其相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦。根據(jù)運(yùn)動(dòng)元件摩擦性質(zhì)的不同,軸承可以分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承。軸承性能、精度及壽命可靠性的優(yōu)劣直接影響著整部機(jī)器的工作性能。本文提出了一種用于新型擠壓膜軸承中的徑向全包容多棱柱狀壓電擠壓器。與傳統(tǒng)軸承不同的是,它是近年提出的一種新型非接觸式軸承,對(duì)減少軸承摩擦,改善軸承性能和提高軸承精度有著重要的意義。本文首先對(duì)擠壓膜軸承的關(guān)鍵部件壓電擠壓器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),由多棱柱金屬內(nèi)套筒和壓電陶瓷片復(fù)合而成。該結(jié)構(gòu)使擠壓膜軸承與軸之間構(gòu)成徑向全封閉的薄膜空間,增加了輻射面積,減小了摩擦,提高了懸浮穩(wěn)定性、旋轉(zhuǎn)精度、工作效率等。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用彈性力學(xué)理論、壓電超聲振動(dòng)理論和機(jī)電類比法構(gòu)造了壓電擠壓器的徑向耦合振動(dòng)的機(jī)電等效電路,建立壓電擠壓器徑向振動(dòng)的機(jī)電等效電路并推導(dǎo)出壓電擠壓器的諧振頻率方程和反諧振頻率方程。用ANSYS軟件對(duì)擠壓器進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,仿真出壓電擠壓器成徑向規(guī)則擠壓變形時(shí)的諧振頻率、反諧振頻率、及徑向最大振幅,并研究壓電擠壓器的諧振頻率和振幅與其結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系,然后利用正交試驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。最后,制作壓電擠壓器試驗(yàn)樣機(jī),通過精密阻抗分析儀對(duì)其諧振頻率進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證有限元分析和優(yōu)化結(jié)果的正確性。
【關(guān)鍵詞】：壓電擠壓器 擠壓膜軸承 機(jī)電等效電路 諧振頻率 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 擠壓膜軸承用壓電擠壓器技術(shù)現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 擠壓膜懸浮特性概述10-12
• 1.2.2 擠壓膜軸承特點(diǎn)12-13
• 1.2.3 擠壓膜軸承用壓電擠壓器研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文的研究意義16-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 壓電擠壓器基礎(chǔ)理論19-26
• 2.1 壓電效應(yīng)19-20
• 2.2 壓電方程20-21
• 2.3 壓電材料21-24
• 2.3.1 壓電材料的主要性能參數(shù)21-23
• 2.3.2 壓電材料的分類與應(yīng)用23-24
• 2.4 壓電振子24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 壓電擠壓器的設(shè)計(jì)26-29
• 3.1 壓電擠壓器的類型26
• 3.2 壓電擠壓器的工作原理26-27
• 3.3 壓電擠壓器的設(shè)計(jì)27-28
• 3.3.1 壓電擠壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 3.3.2 壓電擠壓器材料的選擇28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第四章 壓電擠壓器徑向振動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立29-40
• 4.1 多棱柱內(nèi)套筒的徑向振動(dòng)29-33
• 4.1.1 基本方程29-32
• 4.1.2 機(jī)電等效電路32-33
• 4.2 壓電陶瓷片的長(zhǎng)度伸縮振動(dòng)33-37
• 4.2.1 基本方程33-36
• 4.2.2 機(jī)電等效電路36-37
• 4.3 壓電擠壓器徑向耦合振動(dòng)37-39
• 4.3.1 等效電路37
• 4.3.2 等效阻抗37-39
• 4.3.3 諧振頻率方程39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第五章 壓電擠壓器有限元分析及優(yōu)化40-55
• 5.1 有限元與ANSYS軟件簡(jiǎn)介40-41
• 5.1.1 有限元法40
• 5.1.2 ANSYS軟件40-41
• 5.2 有限元模型的前處理41-45
• 5.2.1 材料參數(shù)的設(shè)置41-43
• 5.2.2 實(shí)體建模43-44
• 5.2.3 網(wǎng)格的劃分44-45
• 5.3 壓電擠壓器模態(tài)分析45-48
• 5.3.1 加載邊界條件45
• 5.3.2 計(jì)算與結(jié)果45-48
• 5.4 壓電擠壓器諧響應(yīng)分析48-49
• 5.5 壓電擠壓器結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)振動(dòng)特性的影響49-52
• 5.5.1 壓電擠壓器結(jié)構(gòu)對(duì)其諧振頻率和徑向振幅的影響49-50
• 5.5.2 壓電擠壓器尺寸對(duì)其諧振頻率和徑向振幅的影響50-52
• 5.6 壓電擠壓器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)52-54
• 5.6.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)52-53
• 5.6.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)53-54
• 5.7 本章小結(jié)54-55
• 第六章 壓電擠壓器實(shí)驗(yàn)研究55-60
• 6.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的制作55-56
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸55
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)制作步驟55-56
• 6.2 壓電擠壓器的性能測(cè)試56-58
• 6.3 測(cè)試結(jié)果分析58-59
• 6.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 致謝63-64

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1 鄭東桂;馬希直;張文軻;;柔性鉸鏈徑向氣體擠壓膜軸承的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J];潤(rùn)滑與密封;2014年08期

2 朱達(dá)云;馬希直;;氣體擠壓膜軸承的性能分析及其控制器的研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2013年02期

3 ;[J];;年期

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1 呂W，

本文編號(hào)：657585