多维微传动平台设计及基于RPY角的运动特性分析

为了满足精密制造领域对于传动平台多自由度及大行程的要求,基于空间机构学,设计了由压电陶瓷驱动柔性铰链导向的六自由度微传动平台.针对压电陶瓷输出位移小的缺点,设计桥式机构对其输出位移进行放大,并利用线切割对传动平台进行一次性加工,得到具有大行程的一体式传动平台.通过齐次坐标变换得到了补充修正后的RPY(滚动-俯仰-偏转)角姿态描述方法,利用此方法分析传动平台的运动特性,通过虚功原理和坐标变换理论,建立了微传动平台的运动学模型,得到了压电陶瓷驱动位移与传动平台运动位移之间的映射关系,以及微传动平台6个方向的静态刚度及其变化规律.利用ANSYS12.0对传动平台进行有限元仿真,并搭建实验平台进行实验测试,实验结果与理论模型和仿真结果的对比分析验证了理论模型的正确性及平台结构的合理性.     

Thermal diffusivity determination of solids by time-domain photoacoustic piezoelectric technique

Thermal–physical property is one of the most important properties of materials. The conventional frequency-domain photoacoustic piezoelectric(PAPE) technique has been developed as an important method for thermal diffusivity determination. In this paper, the PAPE technique is extended to time domain(TD). First, based on a simplified thermoelastic model, the TD PAPE theory under square-wave-modulated excitation was developed,the dependence of the TD PAPE signal on modulation frequency as well as material parameters was obtained, and the determination of thermal diffusivity was simulated and theoretically analyzed. Second, the experimental system and the corresponding measurement method were established. Third, thermal diffusivities of various standard samples, such as copper, aluminum, and nickel, were measured, and the effectiveness of the technique was verified. The results show that the TD PAPE technique can provide a simple, fast and effective way for thermal diffusion study.     

压电合成射流激励器LEM方法研究

基于线性复合平板理论,将机-电-声等效方法应用于压电合成射流激励器,建立了激励器的集总参数模型(LEM).借助ANSYS软件和Matlab软件提取等效模型的关键参数,并使用Matlab软件对合成射流激励器的LEM模型进行了仿真.仿真结果与实验测试值进行了对比,两者吻合得较好.与传统仿真方法相比,所提出的LEM方法具有操作简单、耗时短、占用资源少和效率高等优点.      

梁振动控制的分布压电单元法的溢出分析与仿真

分析了用于智能梁振动控制的分布压电单元法的观测溢出与控制溢出现象,并给出了减少这种溢出的途径。对分布压电单元法作了数值仿真计算。     

压电材料静力耦合机理的三维解析及简化分析

在三维压电材料本构方程的基础上,推导出了用位移和电势表示的三维横观各向同性材料的平衡微分方程．考虑到平面问题的广泛性,推导得到了三维压电材料的弹性常数在二维情况下的表达式,为二维理论分析作出了准备．同时,还考察了受垂直于极性轴的轴向力的压电材料的三维解析解,得到了这种情况下的位移和电势分布情况．进而,简单分析了压电材料中弹性常数与工程常数之间的关系     

含电渗透型椭圆孔的压电材料平面耦合场

用复变函数的Ｆａｂｅｒ级数展开方法,研究了含电渗透型椭圆孔的压电材料平面耦合场,解答表明,椭圆孔洞内的电场强度和电位移位为常量;对平面电渗透型裂纹,切向电场强度和法向电位移沿裂纹面为常数,在裂纹尖端有奇异,电弹性场与孔洞内气体介质的介电常数无关。     

复合压电振子的ANSYS模态分析

在ANSYS的软件平台上,利用有限元分析方法对复合压电圆片振子进行建模仿真实验,得到在不同边界条件下复合压电振子弯曲振动一阶模态及振幅分布图,仿真振动频率与理论计算值非常接近.相对传统振动模式分析方法,此方法更为简单、直观.     

锶取代PZN-PMN-PT陶瓷的介电、压电性能研究

ＰＺＮＰＭＮＰＴ陶瓷在准同型相界具有良好的介电、压电性能．加入锶后,介电、压电性能有明显提高,居里点降低,同时三方相、四方相含量发生变化,使相界发生移动;在锶的摩尔分数为３％～５％时,压电性能最好．烧结后的样品经８５０℃退火处理后,样品的介电、压电性能均有大幅度提高,得到了压电系数ｄ３３高达６８０ｐＣ／Ｎ,ｄ３３达到－２８３ｐＣ／Ｎ,机电耦合系数ｋｐ达到５５％,ｋ３１达到３１％,峰值介电常数εｍ约为２５万的压电陶瓷     

压电梁弯曲振动方程及等效体力的计算

目的 为研究石英音叉型角速率传感器提供设计参数。方法 根据压电理论和弹性力学理论,讨论石英晶体振梁不同方向（光轴ｚ和电轴ｘ）振动的弹性柔顺常数存在的差别,导出压电梁弯曲振动的微分方程,并利用的限差分方法对几种典型的电极图形进行数值计算。结果与结论 提出等效体力概念,给出了压电梁等效体力计算的一般公式,优选了振梁传感器的电极图形,确定了压电梁的宽度和高度的边比。     

边界条件对附于软基体上压电薄膜的局部屈曲的影响

本文研究了附于预拉伸弹性软基体上的压电薄膜的局部屈曲行为,弹性软基体和刚性支座之间为滑动边界。通过比较弹性软基体和刚性支座之间为固支情况下附于基体上压电薄膜的局部屈曲行为,讨论边界条件对于压电薄膜的局部屈曲的影响。