光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2014年
9期
2423-2430
,共8页
李东明%崔爽%丛琳皓%王道顺%崔玉国
李東明%崔爽%叢琳皓%王道順%崔玉國
리동명%최상%총림호%왕도순%최옥국
超声悬浮轴承%压电换能器%机电等效电路%共振频率%模态分析
超聲懸浮軸承%壓電換能器%機電等效電路%共振頻率%模態分析
초성현부축승%압전환능기%궤전등효전로%공진빈솔%모태분석
ultrasonic levitation bearing%piezoelectric transducer%electro-mechanical equivalent circuit%resonance frequency%modal analysis
设计了一种超声悬浮轴承用新型径向挤压式压电换能器,用于验证超声波轴承径向共振频率理论计算的正确性.基于弹性理论、压电方程和机电类比原理,建立压电换能器机电等效电路图,理论推导出了压电换能器径向振动的共振频率方程;然后,应用Matlab软件计算出了压电换能器的共振频率.采用有限元软件对已知结构尺寸的换能器进行模态分析,计算出压电换能器所需振型及该振型下的共振频率,数值仿真分析了换能器结构尺寸对换能器共振频率和径向振幅的影响.最后,设计了一台样机,从理论、仿真及实验三方面对其共振频率进行验证.实验结果显示:换能器径向振动共振频率的理论值与实验结果相对误差为5.89％,仿真值与实验结果误差为3.53％.实验结果证明了理论计算方法的正确性,为压电挤压换能器的设计提供了理论依据.
設計瞭一種超聲懸浮軸承用新型徑嚮擠壓式壓電換能器,用于驗證超聲波軸承徑嚮共振頻率理論計算的正確性.基于彈性理論、壓電方程和機電類比原理,建立壓電換能器機電等效電路圖,理論推導齣瞭壓電換能器徑嚮振動的共振頻率方程;然後,應用Matlab軟件計算齣瞭壓電換能器的共振頻率.採用有限元軟件對已知結構呎吋的換能器進行模態分析,計算齣壓電換能器所需振型及該振型下的共振頻率,數值倣真分析瞭換能器結構呎吋對換能器共振頻率和徑嚮振幅的影響.最後,設計瞭一檯樣機,從理論、倣真及實驗三方麵對其共振頻率進行驗證.實驗結果顯示:換能器徑嚮振動共振頻率的理論值與實驗結果相對誤差為5.89％,倣真值與實驗結果誤差為3.53％.實驗結果證明瞭理論計算方法的正確性,為壓電擠壓換能器的設計提供瞭理論依據.
설계료일충초성현부축승용신형경향제압식압전환능기,용우험증초성파축승경향공진빈솔이론계산적정학성.기우탄성이론、압전방정화궤전류비원리,건립압전환능기궤전등효전로도,이론추도출료압전환능기경향진동적공진빈솔방정;연후,응용Matlab연건계산출료압전환능기적공진빈솔.채용유한원연건대이지결구척촌적환능기진행모태분석,계산출압전환능기소수진형급해진형하적공진빈솔,수치방진분석료환능기결구척촌대환능기공진빈솔화경향진폭적영향.최후,설계료일태양궤,종이론、방진급실험삼방면대기공진빈솔진행험증.실험결과현시:환능기경향진동공진빈솔적이론치여실험결과상대오차위5.89％,방진치여실험결과오차위3.53％.실험결과증명료이론계산방법적정학성,위압전제압환능기적설계제공료이론의거.
