為了提高夾心式壓電驅(qū)動移動系統(tǒng)的機械輸出性能,提出了一種U型預(yù)壓力調(diào)節(jié)機構(gòu),并開展了預(yù)壓力對夾心式壓電驅(qū)動履帶移動系統(tǒng)輸出性能影響關(guān)系的實驗研究。首先,針對U型預(yù)壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)的安裝對夾心式壓電振子的振動特性影響關(guān)系開展了有限元仿真分析,發(fā)現(xiàn)U型預(yù)壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)始終處在夾心式壓電振子的兩相工作模態(tài)振動節(jié)點位置;其次,開展了夾心式壓電驅(qū)動履帶移動系統(tǒng)的原理樣機的預(yù)壓力調(diào)節(jié)測試實驗,確定了系統(tǒng)的最大輸出牽引力及其所對應(yīng)的最佳預(yù)壓力;最后,在最佳預(yù)壓力工作狀態(tài)下,開展了原理樣機的牽引力特性、越障性能以及模擬月壤環(huán)境下的運動特性實驗。研究結(jié)果表明,在最佳預(yù)壓力工作狀態(tài)下,夾心式壓電驅(qū)動履帶移動系統(tǒng)的機械輸出性能最佳,為其進一步在月面巡視器上的應(yīng)用提供了技術(shù)支持和試驗基礎(chǔ)。 

【文章來源】：振動.測試與診斷. 2020,40(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

U型預(yù)壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖

圖2為安裝了預(yù)壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)的夾心式壓電驅(qū)動履帶移動系統(tǒng)示意圖。為了降低預(yù)壓力機構(gòu)對夾心式壓電振子的振動特性影響，2個半U型夾持機構(gòu)安裝在夾心式壓電振子的連接塊中央，此處位于蘭杰文換能器的3階縱振和10階彎振的公共節(jié)點。2 仿真分析

為了研究U型預(yù)壓力機構(gòu)安裝在夾心式壓電振子上對其振動特性的影響關(guān)系，筆者利用有限元軟件ANSYS/Workbench對安裝有U型預(yù)壓力機構(gòu)的壓電振子進行了仿真分析。首先，建立了2個半U型夾持機構(gòu)與夾心式壓電振子復合后的有限元模型，如圖3所示。整個復合結(jié)構(gòu)的有限元模型共有39 096個單元和67 440個節(jié)點。壓電振子與半U型夾持機構(gòu)的材料選擇如下：變截面梁和驅(qū)動圓環(huán)為磷青銅，連接塊為65Mn,5個螺栓為45鋼，半U型夾持機構(gòu)為不銹鋼，壓電陶瓷片為PZT-8型號（無錫海鷹集團，部分材料參數(shù)為d33=250pC/N,Kp=0.31,Qm=1 500，長為12mm，寬為8mm，厚度為2mm，中間設(shè)有直徑為4mm的通孔），具體材料參數(shù)見文獻[17]，其中，半U型夾持機構(gòu)的尺寸示意圖如圖4所示。在保證計算精度的條件下，對實際的夾心式壓電振子做了必要的簡化和假設(shè)。沒有考慮預(yù)緊螺栓施加在壓電陶瓷片上的預(yù)緊力，且假設(shè)所有零件之間的結(jié)合面都是連續(xù)的。圖4 半U型夾持機構(gòu)的尺寸示意圖（單位：mm)


本文編號：3015560