旋转型超声电机在冲击环境下的失效模式研究

随着超声电机在武器系统中的应用,研究分析冲击环境下电机的失效模型,为超声电机应用在武器系统等高过载环境中提供意见与建议变得十分具有意义。分析了电机中关键部件在冲击载荷下可能存在的失效模式:压电陶瓷的断裂与脱胶;定子的塑性变形引起工作频率的漂移;定转子的塑性变形和预紧力机构中紧固螺栓的松动引起预压力的减少甚至消失。通过动力学仿真对超声电机各个部件的受力情况与应力波传递过程进行分析,分析结果显示预紧力机构是整个结构中最容易被损坏的部分。通过空气炮对超声电机进行冲击过载实验,当冲击过载达到26 546g时,超声电机中用于施加预紧力的螺栓松动,预紧力结构失效,其它结构部件没有发生明显损坏或变形。研究结果为超声电机应用于武器系统等高过载环境中提供理论依据与改进意见。