行波型超声电机与纵扭型超声电机的比较

基于纵扭型超声电机与行波型超声电机发展存在的问题,笔者分别从超声电机的驱动机理、压电陶瓷逆压电效应的能量转换以及定、转子之间的接触形式三个方面对两种电机进行了详细的分析比较,指出了纵扭型超声电机比行波型超声电机对提高超声电机的性能更具有潜在的优势;同时指明当前阻碍纵扭型超声电机发展的几点不利因素.最后,从发展的角度说明了纵扭型超声电机的发展前景是非常美好的.     

开关磁阻电机转子斜槽结构的分析与设计

开关磁阻电机具有周期性的转矩脉动,由此产生的振动和噪声一直是制约其发展的重要因素。本文针对电机的结构特点,将电机转子进行斜槽,并对样机进行了有限元计算,详细分析了转子斜槽结构对电机的静态特性的影响,并将斜槽前后的结果进行了对比。分析表明,转子斜槽结构可有效改善电机性能,并对转矩脉动具有一定的削弱作用。     

环状压电超声电机的多频率驱动分析与实验

针对压电超声电机的多频率驱动问题进行研究,设计并制作了利用定子内圆周面驱动的环状压电超声电机,明 确了利用行波驱动电机转子的机理。通过有限元计算给出了电机定子所用弯曲模态的振型与位移云图。以计算结果为基础, 分析了电机所用的压电陶瓷片的极化分区与定子弯曲模态激发之间的关系,得出了所用的压电陶瓷片能够实现电机多频率转 动的结论。完成了所研制的超声电机的多频率驱动实验。实验结果表明,电机能够实现在多频率点的转动。依据本文分析思 路,可以对其他结构形式的超声电机的多频率驱动问题进行研究。     

双振子自走型直线超声电机的研究

设计了一种双振子自走型直线超声电机,电机的定子由2个同轴的对称布置的弯曲摇头型振子和中部带细颈的柔性振动块组成.2个振子的弯曲振动会激励出中间振动块的摇头振动,使驱动头上的质点产生椭圆运动轨迹,与导轨摩擦接触产生自走直线运动.测量得到定子上振动块的局部弯曲共振频率为20 792Hz,定子的弯曲共振频率约为40 420Hz.仿真发现,以振动块的局部弯曲共振模态作为工作模态能够得到更大的振幅.实验结果表明,在该模态频率下,电机可以提供较大的驱动速度,发热很少,较长时间工作仍旧稳定可靠,故被选作工作模态.在40 420Hz附近电机能够驱动,但是振子发热严重,不易稳定工作.当两相驱动信号的频率为20.8kHz、相位差为90°、驱动信号电压的峰峰值为138V时,电机的驱动速度达到598mm/s,电机的最大驱动力达到1.94N.     

双排斜槽纵-扭复合振动变幅杆仿真设计

对圆截面阶梯型超声变幅杆小端圆环传振杆开双排斜槽,以获得纵-扭复合超声振动的输出,利用有限元分析软件ANSYS研究分析变幅杆尺寸参数对变幅杆固有频率的影响规律,从而设计较优的变幅杆。仿真结果表明,优化后的变幅杆谐振在20 346Hz时能够实现纵-扭复合振动。     

附着式塔式起重机振动模态分析

对附着式塔式起重机的自振频率及模态进行分析,经研究,塔机的振型由简单到复杂,由于塔臂较长,振型主要表现为塔臂的振动,塔身相对影响较小.塔臂是塔式起重机的薄弱环节,采取加强措施可以减轻地震灾害.     

三叉杆滑移式万向联轴器的模态分析

利用ANSYS有限元分析软件对三叉杆滑移式万向联轴器的输入轴套筒构件进行模态分析,得出该构件的6阶固有频率,为三叉杆滑移式万向联轴器的动力性能提供了理论依据。     

多层殿堂式钢筋混凝土仿古建筑模态分析

以河南新密元宫为例,利用大型有限元分析软件ANSYS并结合模态分析理论对钢筋混凝土仿古建筑进行模态分析计算.梁柱采用BEAM188单元,板采用SHELL63单元,同时对所有底层柱底端施加位移.取其前5阶模态进行计算,得到前5阶振型和固有频率.对其建筑进行合理性评价,得到的固有频率和振型,为后续的动力学分析打下基础,同时也为殿堂式仿古建筑的有限元分析提供了参考和借鉴.     

《纵弯模态压电金属复合梁式超声电机》书评

正超声电机是20世纪80年代开始得到发展及应用的一种新型驱动器.它与传统电磁电机的工作原理不同,是一种基于压电材料逆压电效应工作的共振式驱动器.它的研究涉及机械振动和波动、摩擦学、材料学、机械设计、电力和电子学、自动控制和超精加工等学科.超声电机具有力矩/质量比大、结构紧凑、低速大转矩、响应快、电磁兼容性好和控制性能好等优     

旋转型行波超声电机的模糊预测控制

利用模糊预测控制对旋转型行波超声电机的速度控制进行了研究。使用预测输出,在线辨识电机参数,通过模糊控制器完成对参考信号的跟踪。仿真结果表明控制器有效,跟踪性能良好。     

新型网格墙体自振特性的有限元分析

根据我国严格禁止使用粘土砖的政策,我国研究并引进了许多新材料、新工艺、网格墙体是一种新型墙体结构的主要承重结构,本文采用有限元软件ANSYS分析此结构的自振特性,得出其满足可应用性的基本条件。     

超声手术刀振动特性分析

超声手术刀工作时的频率高达几万赫兹,即每秒振动几万次,容易产生疲劳损坏。介绍了超声手术刀的工作原理,并设计了一把工作频率在55.5k Hz左右的超声刀。然后,通过有限元分析软件ANSYS建模,对超声刀进行模态分析,得出它的固有频率和振型图,并进行谐响应分析,得到超声刀的振幅大小、应力应变参数以及谐响应曲线,研究超声手术刀在设计要求的谐振频率下的振动特性。通过有限元分析,超声刀在固有频率55053Hz下做纵向振动,在谐振频率55.5k Hz附近刀头振幅最大,刀头应力达到最大,刀身应力分布均匀。     

170SD30全陶瓷电主轴有限元分析及其振动性能测试

目的 测试设计的170SD30全陶瓷电主轴进行有限元分析及振动性能,验证电主轴结构设计的合理性.方法 采用有限元软件ANSYS对其三维建模并进行了模态分析,得到其前六阶固有频率和振型,分析计算出临界转速,并对装配好的全陶瓷电主轴振动性能测试及其分析.结果 ANSYS模态分析计算结果表明主轴设计工作转速远远低于其临界转速,能有效避开共振区;全陶瓷电主轴振动性能测试结果表明在设计范围内电主轴振动平稳,同时也说明在ANSYS中对模型的简化和有限元分析结果是合理的.结论 通过模态分析法和振动性能测试表明电主轴设计是可行的,也可看出ANSYS对全陶瓷电主轴的动态仿真和结构优化有一定的指导意义,为进一步动态性能分析提供依据.     

超声振动系统设计及性能分析

在分析与探求变截面杆纵振动控制方程及其通解的基础上，给出了在超声振动系统设计及性能分析的解析过程中所采用的一些基本公式．结合实际例子，介绍了用解析法进行超声换能器、变幅杆、组合谐振系统的设计及其性能分析的基本方法．     

Application of Piezoelectric Materials in a Novel Linear Ultrasonic Motor based on Shear-induced Vibration Mode

A novel linear ultrasonic motor based on d15 effect of piezoelectric materials was presented. The design idea aimed at the direct utilization of the shear-induced vibration modes of piezoelectric material. Firstly, the inherent electromechanical coupling mechanism of piezoelectric material was investigated, and shear vibration modes of a piezoelectric shear block was specially designed. A driving point's elliptical trajectory induced by shear vibration modes was discussed. Then a dynamic model for the piezoelectric shear stator was established with finite element(FE) method to conduct the parametric optimal design. Finally, a prototype based on d15 converse piezoelectric effect is manufactured, and the modal experiment of piezoelectric stator was conducted with laser doppler vibrometer. The experimental results show that the calculated shear-induced vibration modes can be excited completely, and the new linear ultrasonic motor reaches a speed 118 mm/s at noload, and maximal thrust 12.8 N.     

水泥土桩承载特陛的有限元分析

采用大型ANSYS有限元软件,对柔性基础下水泥土桩的桩身轴向应力、桩侧摩阻力以及桩土应力比进行了计算,讨论了桩体模量、桩长、土体模量以及垫层模量对水泥土桩的桩身轴向应力以及桩侧摩阻力的影响.比较有限元分析与理论计算结果,两者具有较好的一致性.     

基于ANSYS的蜂窝梁受力性能分析

蜂窝梁作为一种经济合理的构件形式在工程中得到了广泛的研究和应用,但是关于孔洞对蜂窝梁弹塑性性能影响的研究还不够深入.利用非线性有限元分析方法对六边形孔蜂窝梁进行了弹塑性分析,研究了孔洞对蜂窝梁的应力分布、塑性区分布及挠曲变形的影响,并与实腹梁的受力性能进行了分析比较,对工程设计提出了建议.     

直杆式光纤水听器探头自由振动特性分析

光纤水听器探头是光纤水听器系统的基础。分析了直杆式光纤水听器探头的自由振动特性，用Rayleigh法导出了其基频计算的理论公式，讨论了光纤水听器探头基频的影响因素，并且利用ANSYS对其前几阶固有频率和模态进行了模拟分析，数值结果与解析解比较吻合。