圆盘型非接触压电微马达定子的振动分析

提出一种圆盘型非接触压电微马达,采用有限元方法分析了马达定子的振动模态和固有频率,对定子的振幅与施加电压的关系进行了数值分析。最后,采用激光多谱勒测振仪对定子的振型和振幅进行了测试,实验结果与有限元分析吻合较好,为马达定子的设计和优化提供了理论依据。     

压电微马达有限元分析及实验研究

压电微马达是微型机械领域中的一个崭新课题,本文从动力学角度对压电微马达进行有限元分析,得出固有频率和定子表面切应力场等重要结论,并通过模型样机实验研究验证有限元分析结论的正确性,从而为压电微马达的优化设计奠定了基础。     

一种新型非对称电极的非接触压电微马达

提出一种基于非对称电极驱动的非接触压电微马达.圆盘型压电陶瓷作为激励源以产生周向行波.研究了该电极激励行波的条件.根据理论分析,设计了马达样机进,行了实验,并比较了对称电极和非对称电极两种情况下转子转速与频率的关系,得知非对称电极驱动明显提高了压电微马达的转速.     

压电微马达的动力学仿真及实验研究

本文在压电微马达动力学基本原理的基础上,运用C语言编写了其动力学仿真程序,进行了压电微马达的动力学模拟.其次,本文提出了压电微马达的动力学测量原理,对压电微马达样机进行了动力学模型实验,从而验证了压电微马达动力学原理及其仿真结论的正确性.     

压电微马达运动学模拟的研究

本文在压电微马达运动学基本原理的基础上,运用C语言编制了压电微马达运动学分析程序.进行了压电微马达运动学模拟仿真的研究,得出一些重要的结论,并进一步得到压电微马达样机实验的验证.     

压电微马达研制

本文采用微机械加工研制压电微马达,用硅平面工艺首次制作了硅转子并装配成直径φ１．８ｍｍ压电微马达,得到转速为３０￣５０ｒ／ｍｉｎ。同时对传子重量,形状,激励频率与转速关系进行研究。     

纵弯式压电微马达驱动机理研究

分析了纵弯式压电微马达驱动机理,建立了纵弯式压电微马达输出功率与驱动臂的倾角、长宽比之间的相位差及压紧力关系的数学模型,为纵弯式压电微马达的优化设计奠定了基础。     

驻波压电直线马达的研制与实验测试

该文研究的基于压电驱动的直线马达样机具有大行程、高分辨率、体积小、输出力大、速度可控等特性,被广泛应用在微操作机器人领域。该文还介绍了专门用于驻波压电马达驱动的高频压电源,其将最新的数字可编程逻辑芯片应用在电路的设计中,提高了电源的可靠性和集成度;同时还介绍了专用的实验测试系统及其对研制的原理样机进行力与速度的测试结果。     

微电子机械系统中的压电薄膜微马达

本文提出了压电薄膜微马达的工作原理,介绍了该马达的优良性能、结构形式和加工工艺,最后指出了该马达研制的关键技术以及应用前景。     

国内压电超声马达研究的现状和发展

近几十年来，世界上许多国家对压电超声马达进行了大量的研究。我国自８０年代以来也进行了一些压电超声马达的理论探索和研制的实践工作。本文根据近十几年来国内的有关文献资料，综述了压电超声马达在国内的发展情况，列举了行波型压电超声马达、驻波型压电超声马达、微动压电马达等典型例子，并指出了今后的研究方向。     

串联弯曲臂压电微电机机理初步研究

把两片压电双晶片(PZT Bimorph)串联在一起,构成串联弯曲臂.一端固定,另一端自由时,在相位差为π/2的一定频率的方波信号驱动下,弯曲臂的自由端将形成类似椭圆的运动轨迹.以串联弯曲臂为驱动元件,可用来驱动与其端面相接触的转子转动,构成串联弯曲臂式压电微电机.本文将对串联弯曲臂的驱动机理进行分析,在新的微小尺寸驱动机理研究的椭圆运动的基础上,研制了串联弯曲臂压电微电机的样机,并且对样机的性能参数进行测试,转速可以达到110rpm,输出转矩可以达到22.5μNm.     

基于ANSYS的圆形压电振子的仿真分析与研究

利用ANSYS软件建立了压电振子的有限元模型,对圆形压电振子的基板和压电陶瓷片的材料参数、结构参数对其变形的影响进行了分析和对比,根据仿真结果,确定了作为泵腔动力元件的圆形压电振子的参数。对选定的圆形压电振子进行了静态特性、阻抗特性和幅频特性的实验测试,研究了不同波形、不同电压、不同频率驱动信号对振子变形的影响。通过对比实验测试结果和有限元仿真结果,验证了有限元模型的可靠性,为优化压电晶片驱动器结构参数提供了有效的方法。     

压电应变传感特性的理论分析与实验研究

提出了一种通过测量动态应变实现工程中低频振动监测的方法.在对动态应变压电传感特性进行理论分析的基础上,对压电传感元件在不同激振频率下(0.1~40.0Hz)的动态响应进行了实验研究,实验给出了较好的测量精度.结果表明,压电传感元件灵敏度高、频响范围宽、响应时间快,符合工程中低频振动测量的要求.     

机抖激光陀螺压电陶瓷驱动器参数设计

为了消除闭锁效应,激光陀螺常采用机械抖动偏频方案,利用压电陶瓷驱动器来驱动谐振腔绕垂直于环路平面的轴线快速来同转动.在考虑压电陶瓷驱动器的情况下建立了抖动结构的理论模型,对抖动频率进行了理论分析,给出了抖动频率的解析解.建立了机抖激光陀螺的有限元仿真模型,进行了模态分析,通过与扫频试验结果对比,理论分析计算误差为5.68％,有限元分析计算误差为1.04％,验证了模型的合理性和精确性.分析了压电陶瓷驱动器参数(厚度、宽度)对谐振频率的影响规律,为机抖激光陀螺的研发和设计提供参考依据.     

洗衣机振动过程的计算机模拟研究

采用计算机模拟方法,以洗衣机工作过程的振动为例,研究了弹性固定机构的振动规律,提出利用动力学有限元技术研究振动的方法－－实时仿真分析技术（real time simulation RTS）。本文模拟洗衣机的振动过程,是有限元技术首次应用于非线性系统振动过程实时仿真的分析。该方法以机械结构的整体模型为分析对象,对结构的振动原因与振动形式综合考虑,获得的分析数据接近系统的实际运行状态,利用模拟分析可以研究激励、结构等因素对振动过程的影响,研究表明该方法是一种有效的辅助设计方法。     

基于压电自感减振器的振动控制研究

针对压电材料作为减振器来减少振动的实用性问题,对智能材料作为传感元件及驱动元件技术应用到压电自感减振器进行了研究,建立了压电自感减振器的模型,对自感反馈的效果以及对智能结构振动的控制进行了评价,提出了改变压电自感减振器模型的电容值来改变固有频率,以及改变模型的阻尼比来为自感提供反馈,并通过实验分析了压电自感减振器对振动的控制。研究结果表明,该系统能很好地实现自感反馈的效果,以及对智能结构振动的控制。     

振动切削微观应力波机理分析与有限元仿真

振动切削的加载特定性决定了切削中应力波的产生,应力波传播对振动切削的微观机理产生重大影响。以振动切削中应力波产生及在切削区的传播为切入点,对内反射波,反射断裂及动态应力强度因子加以分析,并进行有限元仿真,解释了振动切削的能量作用集中,剪切角增大的实质。     

杠杆式尺蠖压电直线驱动器

设计了一种基于尺蠖运动原理的压电直线驱动器,用于解决光学领域中的精密定位问题。该驱动器采用了对称杠杆式位移放大机构,在保证钳紧力的同时,可以获得较大的驱动位移。阐述了尺蠖式压电驱动器的工作原理,对杠杆式柔性放大机构的位移损失、压电陶瓷与柔性机构的耦合特性及箝位机构与中间驱动机构的刚度进行了分析。利用有限元软件Ansys对钳位机构和驱动机构的变形、应力、输出位移和固有频率等参数进行了仿真分析。最后,搭建了实验平台,测试了驱动器的各项性能。测试结果显示,该驱动器的行程为±25mm,钳紧力为17N,承载力为11N,最大和最小步距分别为55μm和60nm。当驱动电压为150V时,驱动器的最高驱动速度为1.259mm/s。得到的性能指标满足光学领域精密定位需要。     

Simulation analysis and experimental verification of spiral-tube-type valveless piezoelectric pump with gyroscopic effect

The current research of the valveless piezoelectric pump focuses on increasing the flow rate and pressure differential. Compared with the valve piezoelectric pump, the valveless one has excellent performances in simple structure, low cost, and easy miniaturization. So, their important development trend is the mitigation of their weakness, and the multi-function integration. The flow in a spiral tube element is sensitive to the element attitude caused by the Coriolis force, and that a valveless piezoelectric pump is designed by applying this phenomenon. The pump has gyroscopic effect, and has both the actuator function of fluid transfer and the sensor function, which can obtain the angular velocity when its attitude changes. First, the present paper analyzes the flow characteristics in the tube, obtains the calculation formula for the pump flow, and identifies the relationship between pump attitude and flow, which clarifies the impact of flow and driving voltage, frequency, spiral line type and element attitude, and verifies the gyroscopic effect of the pump. Then, the finite element simulation is used to verify the theory. Finally, a pump is fabricated for experimental testing of the relationship between pump attitude and pressure differential. Experimental results show that when Archimedes spiral θ=4π is selected for the tube design, and the rotation speed of the plate is 70 r/min, the pressure differential is 88.2 Pa, which is 1.5 times that of 0 r/min rotation speed. The spiral-tube-type valveless piezoelectric pump proposed can turn the element attitude into a form of pressure output, which is important for the multi-function integration of the valveless piezoelectric pump and for the development of civil gyroscope in the future.