不同结构超声波电机振动特性解析

根据梁的振动基本理论,寻求适合不同结构超声波电机的振动理论与振动方程,分析了环形和柱体两类超声波电机的振动特点、固有频率及主振型.研究得出:分析计算不同结构超声波电机的振动特性应采用不同的振动理论.伯努利欧拉梁理论可以用来估算大直径环形行波型超声波电机的振动特性,但计算柱体行波型超声波电机的振动特性时必须采用铁木辛柯梁理论.     

轴向载荷、转动惯量和剪切变形对简支梁固有频率的影响

利用能量法研究了简支梁在轴向载荷作用下固有频率与轴向载荷的关系,讨论了轴向载荷、转动惯量和剪切变形对简支梁固有频率的影响,对梁的结构设计,特别是对强迫振动下的实时控制,在工程中具有一定的实用价值。     

振动片倾角对超声波电机性能的影响

以振动片式驻波超声波电机为研究对象,设计并制作两台不同结构尺寸的样机,就不同倾角振动片对电机性能的影响进行对比实验.结果发现,振动片的角度值也存在一个最优的匹配范围,预压力有一个最佳的匹配值,以及换能器的预紧力大小对电机输出的影响十分敏感.在一定条件下(如驱动频率、振动片倾角、定转子间的预压力等),振动片式驻波超声波电机能够实现转子的反转效果.说明一般认为该类型电机只能单向驱动的结论并不准确.此外,转子的正反转效果与驱动频率、振动片倾角、定转子间预压力等因素有关.     

行波型超声波电机定转子接触模型的研究

采用刚性定子和柔性转子的面接触模型,将摩擦层等效为分布的线性弹簧,建立了考虑摩擦材料剪切变形这种更符合实际情况的接触模型．探讨了电机参数对其性能的影响,通过与其他学者的研究成果相对照。验证了模型的有效性。     

计入剪切变形板的自由振动求解方法

利用边界元法和有限元法混合分析计入剪切变形板的自由振动,引入Reissner型板自由振动基本方程,得出弯曲静力基本解,进而离散域内惯性力积分项,导出板自由振动的代数特征值方程,从而可求出固有频率及相应的振型。以四边简支方板对比分析、实验,证实计算精度可提高一阶,同时该方法具有无须对插值函数求一阶导数的优点。     

双弯曲行波旋转型超声波电机的设计

根据超声换能器的原理及设计理论,研究圆柱定子双弯曲行波型超声波电机的驱动机理及设计方法.分别测试激励频率、驱动电压和预压力对超声波电机样机转速特性的影响.结果表明,输入信号频率偏离谐振频率越大,转速下降越多,频率可调范围较小,同时电机转速对输入信号频率变化较为敏感;电机的输出转速随驱动电压变化趋势有明显的近似线性关系;预压力对超声波电机的输出特性有较大的影响.     

多振动片式超声波电机的设计制作

在单片式驻波回旋型超声波电机研究的基础上 ,设计制作一台多振动片式驻波回旋型超声波电机的样机 .通过样机实验及实验所得到的数据 ,绘出它的一些重要的特性曲线 .在此基础上 ,研究它的基本特性 ,为以后同类电机的研究和制作提供必要的数据 .     

剪力滞后剪切变形对薄壁箱梁的振动影响

建立了薄壁箱型梁桥在任意荷载作用下考虑剪力滞剪切变形影响的振动分析理论体系,为分析薄壁箱型桥梁等结构振动时的剪力滞剪切变形效应提供了计算手段.采用变分原理,推导了考虑剪力滞剪切变形效应的薄壁箱梁振动控制微分方程、边界及初始条件,探讨了方程的解法,建立了方程解的差分格式,并论证了差分格式的稳定性、收敛性,最后提供了简支梁算例,计算结果验证了方法体系的可行性.同时表明:在薄壁箱梁振动时,剪力滞效应和剪切变形使跨中位移明显增大,应力集中现象明显,且剪力滞的影响比剪切变形的影响要大.     

剪切变形对阶梯梁弯曲变形的影响

本文在考虑剪切变形的基础上,采用奇异函数来表示阶梯梁的抗弯刚度和剪切刚度,给出具有弯矩联结和剪力联结的阶梯梁弯曲变形的通解,并结合实例计算进行讨论.     

剪切变形对齿状简支梁挠度的影响

根据广义位移计算的一般公式导出剪力对齿状简支梁挠曲变形影响的计算方法，根据对梁的齿数、齿形、齿高、高跨比及荷载类型等影响剪力与变矩引起的变形比的主要因数之分析和与等截面矩形梁的比较，得出一个简便的计算方法和几条有用的结论。     

复合型超声马达纵向振动建模

针对采用一维理论模型在研究复合型超声马达振动特性时分析结果出现误差的情况,设计一种新型双定子复合型超声马达;利用马达的对称性建立了定子纵向振动分析物理模型;将定子纵向与横向振动的动能同时引入Hamilton方程,推导了考虑马达横向振动效应的定子纵向振动分析微分方程与动力边界条件;运用Maple软件对定子运动微分方程进行求解,获得了定子纵向振动固有频率;采用有限元模型与一维理论模型时定子的纵向振动固有频率进行对比计算,并对马达原型机的固有频率进行测定.研究结果表明:所建模型比一维理论模型具有更高的分析精度;分析结果与实验值及有限元计算值吻合.     

模式转换型超声马达的研究

报道研制的一种模式转换型超声马达．给出该超声马达驱动力和弯曲振动对瞬态摩擦力响应的表达式；讨论了装配角与初位相和驱动力之间的关系；最后测量了该马达的转速．结果表明，该马达具有结构简单、转速低等优点．     

单定子多转子型超声马达的研制

从扭振换能器理论和弹性柱体扭转理论出发，利用柱体扭转时的翘曲振动，研制成一种单定子多转子型超声马达     

纵弯模式转换型超声马达的性能研究

设计并制造了一种纵弯模式转换型超声马达．对其转动机理、影响其效率的诸因素及其性能进行了分析和测试．实验表明，该马达具有频漂小、转速稳定、转换效率高等特性．     

三相驱动的平板弯曲行波超声马达研究

分析了超声马达的运行机理、椭圆运动的生成过程以及超声马达的结构和性能.通过对三相驱动的平板弯曲超声马达的研究,论证了弯曲振动行波形成的条件.结果表明,三个相位差为120°的振动波也可以合成椭圆振动.     

纵扭复合马达驱动特性研究

以复合超声马达定子与转子间的耦合传动为研究对象，提出了定子与转子间的粘着摩擦模型．依据马达转子的动力学特性，建立了定子与转子间的耦合力矩方程．对马达特性的仿真分析表明，耦合接触角是决定马达特性的决定因素，这为马达的有效控制提供了理论依据，     

预压力对纵扭复合压电超声马达共振频率影响的研究

研究了预压力对超声马达共振频率的影响.通过对纵扭复合型压电超声马达运行机理的研究,分析了预压力与纵扭复合型压电超声马达纵扭振子输出压电应力协同作用的机理.理论和实验研究结果表明,纵纽复合型压电超声马达的共振频率随预压力增加而增加;马达预压力和共振频率存在正比关系.理论分析和实验测试结果符合较好.