夹心式纵弯复合模式压电陶瓷超声换能器的研究

对夹心式纵弯复合压电陶瓷超声换能器进行了理论及实验研究，该换能器由金属细棒及纵向极化的压电陶瓷圆环组成。得出了换能器中纵向振动和弯曲振动的共振频率方程。通过修正金属细棒的长度和横截面积，实现了换能器中纵向振动与弯曲振动的同频共振。实验结果表明，换能器的测试频率与计算频率基本符合，而且换能器的纵向频率和弯曲振动频率也吻合。     

面内弯纵型直线超声电机的数学模型与实验研究

提出了一种弯纵复合振动型的直线超声电机,电机由一块金属板和8片压电陶瓷片组成,金属板开设了4个长形孔,金属板开孔使电机的工作频率点得到优化.通过电机定子的机电耦合分析,提出了弯纵型直线超声电机的数学模型.弯纵复合振动的激发使定子驱动足的椭圆运动轨迹得以形成.通过实验验证了电机的可行性.     

微小型驻波超声电机定子振动特性的仿真分析

针对直径10 mm的两种驻波型超声电机定子的振动特性进行有限元仿真分析。利用ANSYS有限元软件建立定子的有限元模型,进行了振动模态及谐响应的仿真分析,获得定子的主要振动模态、模态频率及振幅。探讨了2种压电陶瓷及定子长度对其谐振频率和振幅的影响。研究结果表明,驻波型超声电机定子上斜槽或斜齿结构可实现模态转换,是实现电机驱动的关键。在分析的两种驻波型超声电机的8个定子中,采用PZT4压电陶瓷材料、长度16 mm的斜槽式超声电机定子的振幅值最大。     

夹心式压电超声复频换能器的研究

对具有多个共振频率的纵向振动夹心式压电超声换能器进行了研究，该换能器由多组压电陶瓷片及金属棒组成。在一维纵向振动理论及等效电路的基础上，推出了夹心复频超声换能器的共振频率方程，设计并制作了一些复频换能器，并对换能器的共振频率、有效机耦系数和等效电阻抗等参数进行了测试。     

弯曲振动压电陶瓷换能器

介绍了一种夹心式弯曲振动压电陶瓷换能器，该换能器由压电陶瓷半圆片、前后金属盖板以及预应力螺栓三部分组成，在结构上类似于夹心式纵向振动换能器。从弯曲振动细棒的运动方程出发，得出了夹心式弯曲振动压电换能器的频率设计方程，在此基础上，进行了弯曲振动换能器设计，结果表明，利用本文得出的公式设计换能器，其共振频串的测试值与设计值基本符合。     

口齿式定子驱动的平面超声电机特性分析

推出口齿形定子驱动的压电平面电机,选定子的面外弯振、面内横齿弯振、面内纵齿弯振作为工作模态,利用面外弯振分别与面内纵齿弯振、面内横齿弯振的振动耦合,分别在纵、横齿驱动足上生成沿xOz、yOz面行进的椭圆轨迹,以推动动子沿x、y向移动,阐明了电机的运动原理。基于频率一致性目标优化了定子尺寸,并厘定电机最适驱动频率为30 800 Hz。建立了定子机电耦合分析模型,计算出定子的瑞利阻尼,模拟出驱动足的椭圆轨迹,仿真得到在250 V电压激励时驱动足的x、y、z向振幅分别为2.1μm、2.6μm和2.0μm。探析了驱动电压、频率、相位差对电机振幅的影响。     

复合型USM扭振动模态的设计理论

根据所建立的纵扭复合型超声波电机(USM)扭转振动的理论模型推导出了电机扭转振动模式的谐振频率方程,利用该式计算可得到定子弹性体部分的尺寸,并用有限元法对计算结果进行验证.上述计算结果与以此理论模型设计的实验电机所测得的谐振频率进行比较,证明了上述理论的有效性.同时研制得到的电机具有较好的性能,其最大输出力矩可达4N@m以上.     

基于H卧板面内四足驱动的平面超声电机

提出H结构定子三相振动模态驱动的平面超声电机,设定H卧板两纵杆端部处于xOy面内的四个凸起作为定子驱动足。通过H结构的面外二弯模态分别与面内一纵模态以及面内二弯模态的振动复合,在驱动足合成出沿yOz面、xOz面的椭圆轨迹,推动动子交替地沿x、y向做直线运动。阐释了电机的工作原理,推导出驱动足的两相空间椭圆轨迹方程;建立了定子有限元分析模型,实现了定子频率一致性动力学特性优化,仿真出驱动足的频响特性、振动响应及其运动调节特性,设计了电机的装配结构。模拟了仿真定子的运动,结果表明,驱动足沿x、y、z向振幅均达微米级,且调节激励电压和相位可调节电机x、y向速度与推力。该电机具有广阔应用前景。     

异形薄板式超声换能结构驱动的压电平面电机

提出基于异形板振动驱动的平面运动电机新原理,以异形板的两纵杆上端作为驱动足。利用两纵杆的面内一阶反对称纵振分别与面内二弯、面外二弯的振动耦合,在驱动足形成沿xOy、zOy面的椭圆轨迹,推动动子x、z向自由度运动。阐释了电机驱动机理,推导出驱动足椭圆轨迹方程。建立定子多工作模态频率一致性优化模型,确定了定子尺寸;设计了电机装配结构;建立了电机的限元数值模型,求得定子工作模态及频响特性,仿真出驱动足的两相椭圆运动,从而验证了电机原理。探索出电机调频、调压、调相位运动特性。当正常电激励时,驱动足沿x、y、z向振幅可达1.42μm、1.28μm、1.33μm,电机x、z向速度有望达156mm/s、146mm/s。     

三种弯曲旋转超声电机的原理及研究

介绍了三种不同结构的弯曲振动模态超声微电机。详细讨论了它们共同的驱动原理，分别介绍了压电片夹心式和压电管式电机的结构特点及性能测试。在此基础上，研制了一种更易实现微型化的压电柱式超声微电机，并介绍了它的极化原理及结构。文章对弯曲振动模态超声电机的设计具有指导意义，对其深入研究具有参考价值。     

压电陶瓷圆筒振子耦合振动的本征频率分析

研究了压电陶瓷圆筒振子的耦合振动,分析了振子的轴向、径向伸缩振动及扭转振动之间的耦合关系.从理论上推导出了振子耦合振动的共振频率方程.由于分析中对振子的几何尺寸未加任何限制.因此所得结论适用于任何尺寸的陶瓷圆筒振子,其中包括厚壁圆筒及圆环.理论分析表明.本研究计算简单,物理意义明显,与一维理论的结果相比,文中得出的振子耦合振动的共振频率与实测值符合较好.     

台达G系列变频器在全自动砌块成型砖机上的应用

本文简要介绍了砌块成型机的机械结构、工艺流程及台达G系列变频器用于砌块成型机的情况和参数设置。     

轴系扭振和横振的激光测量

本文全面分析了多维振动状态下旋转轴表面光的散射特性，提出了利用激光技术实施旋转轴系扭振和横振测量的方法。以扭振和横振的合并测量为基础，能实现两种振动的独立测量，且扭振测量不受轴系横振因素的影响。     

基于激光多普勒效应的轴系振动综合测量

为了实现轴系的实时综合振动测量,提出了一种基于激光多普勒效应的能同时测量轴系弯曲振动与扭转振动的方法.设计了能分离轴系瞬时转速与其截面弯曲振动的多普勒外差干涉光路;针对弯扭振动特性搭建了相应地测试平台,并对贴在轴系上不同反光膜对多普勒频移影响进行了测试与对比,分析了微棱镜与玻璃微珠回归反射特性对轴系空间振动的影响;最后,在轴系表面采用回归反射强度特性显著的玻璃微珠反光膜,以削弱动态反射表面对多普勒效应的影响.针对数控立式铣床的切削转轴进行了相应的测量,结合设定的转速进行对比分析,结果表明:该原理可实现对轴系瞬时转速的波动与弯曲振动实时精确测量,其线速度的测量偏差小于±0.5 mm/s,可满足高速旋转状态下的轴系振动综合测量.     

光电振动传感技术新进展

光电振动传感器在振动测量领域占有重要地位,概要叙述了光电振动传感器近年来的最新进展。按测量原理分类介绍了相关技术的发展和取得的成果,并对技术趋势做了总结归纳,指出了一些热点方向。     

GaN基p-i-n器件振动噪声研究

振动环境中,GaN基p-i-n器件的噪声会急剧增加,这限制了器件的探测能力。利用力锤和振动台分别模拟冲击振动和随机振动环境,研究了器件噪声在不同振动条件下的变化规律。实验结果表明,在冲击振动中,器件噪声呈现出周期特性,但噪声幅度随着时间减小。器件噪声主要的频率成分为429Hz,此频率下的器件噪声与激励力的大小、振动加速度的幅度成线性关系。随机振动的实验结果也表明,振动环境中测量到的噪声随着随机振动功率谱密度的增大而线性增加。     

高速空气静压电主轴的振动及控制策略

从主轴的结构和工作机理出发,分析气锤振动、受迫共振、机械振动及电机不平衡磁拉力等引起主轴振动的关键因素,依据分析结果提出减小或消除主轴振动的措施。     

压电陶瓷片在杆式超声电机中最佳位置的研究

以杆式超声电机为研究对象，通过理论分析、计算机模拟和实验研究等，得出了压电陶瓷片在杆式超声电机振子中的安放位置，即压电陶瓷片应安放在压电振子应变最大处。该结论为优化设计杆式超声电机提供了一个重要理论依据。     

动载体光电平台角振动隔振设计

动载光电系统具有机动灵活、实时准确、视场范围广、针对性强等特点,是获得各种图像信息的主要平台.光电系统由于受内部和外部振动的影响,其任务载荷在相对恶劣的环境下工作,为提高任务载荷的成像质量,有必要对光电平台的振动环境加以改善,减少对成像质量影响较大的角振动.通过对动载体平台振动及其对成像质量的影响分析,根据动力学普遍原理建立了两轴四框架光电平台的隔振模型,采用在内外框架之间对称的弹性布局方案,有效地解除了线振动对角振动的耦合影响;合理地选择弹性参数,有效提高了角振动的隔离效果.     

碲镉汞光导器件振动噪声

利用振动台和频谱分析仪对碲镉汞中波光导器件的噪声进行了研究.随机振动的实验结果表明,振动环境中测量到的噪声随着随机振动功率谱密度的增大而线性增加,其比例系数是分段的,当振动功率谱密度小于0.01 g2/Hz,为32μVHz0.5/g2,大于0.01 g2/Hz,为80μVHz0.5/g2.对实验结果进行了初步分析,认为振动能量以一定的内耗系数转化为热能,以声子的形式在碲镉汞材料内传递,改变了晶格振动的能级,影响了材料的散射特性,从而影响器件的输运特性、电阻率等电学特性,产生了附加的振动噪声.