国家自然科学基金(10604032) 作品数:7 被引量:54 H指数:4 相关作者: 赵淳生 陈超 朱华 曾劲松 李玉宝 更多>> 相关机构: 南京航空航天大学 郑州大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目 国家重点基础研究发展计划 更多>> 相关领域: 电气工程 理学 一般工业技术 机械工程 更多>>
柔性转子对行波超声波电动机性能的影响 被引量:12 2008年 提出旋转型行波超声波电动机中柔性转子的明确定义,指出柔性转子属于做大范围运动的弹性圆板的动力学范畴,得到了柔性转子上任意点的运动描述。利用Lagrange方程,得到柔性转子的刚柔耦合的动力学模型,并将其与基于柔性转子的接触界面模型、定子的半解析动力学模型有机地融合在一起,得到了整个电动机的动力学描述。通过分析实例,表明当把转子作为柔性体来考虑时,定、转子的接触界面变得复杂和不对称.由此解释了试验中发现的适当转子阻尼可以改善电动机性能的现象。进一步分析和阐释了柔性转子通过自身的弹性变形,减少界面上定、转子之间的径向磨损并提高电动机输出效率的机理,得到了试验的验证,为柔性转子的结构设计提供了理论依据。 陈超 赵淳生关键词:柔性转子 径向滑动 刚柔耦合 微型行波超声电机定子的参数优化设计 被引量:18 2009年 建立微型行波超声电机定子的参数化有限元模型,在灵敏度分析的基础上选择设计变量,设定了可反映电机输出性能的目标函数(由速度因子以及径向运动分量构成),并采用模态置信准则(Modal Assurance Criteria)自动识别出定子的工作模态,实现了对电机定子的参数优化设计。将该方法用于12mm行波型旋转超声电机定子的结构设计,最后根据设计方案加工得到样机,通过试验验证了该优化方法的有效性和正确性。 陈超 曾劲松 朱华 赵淳生关键词:有限元 V形大推力直线型超声电机的运动机理分析 被引量:6 2008年 随着超声电机应用的进一步深入,在工业机器人、航空航天等应用领域,需要一种具有较大输出力的直线型超声电机。因此,如何提高直线型超声电机的输出力成为超声电机研究者所关心的课题,国内外很多学者都曾致力于大输出力的直线型超声电机的研究,以进一步扩大其应用领域。目前,国内外的研究多集中于电机内部结构的各种改进方案上。1999年,日本学者Kurosawa提出了一种可用于直线型超声电机的高速、大推力压电振子,该振子利用面外振动模态工作。加上动子,即可构成直线型超声电机,它具有结构简单,输出速度和力较大的特点。该文采用运动矢量分析法,对该种电机的运动机理进行分析,并在此基础上设计制作了样机,该样机的最大速度可达0.9 m/s,最大推力可达20 N。 时运来 李玉宝 赵淳生关键词:大推力 超声电机 杆式超声电机定子的动力学分析与优化设计 被引量:14 2008年 利用有限元理论建立了具有复杂外形的杆式超声电机定子的机电耦合动力学模型。利用该模型对定子的动力学特性进行了求解,一阶弯曲模态频率的理论计算结果与样机定子的模态测试实验的结果相差3.9%。提出杆式超声电机工作对定子模态的要求,推导了这些设计要求的数学表达形式。结合模式搜索算法,建立了定子结构参数的优化设计模型来解决这一多目标的优化问题。算例分析的结果表明,该优化模型可以在满足对模态频率、振型、压电陶瓷安放位置、避免干扰模态等要求的前提下,确定定子的相关几何参数,从而提高电机结构设计的效率。 朱华 曾劲松 赵淳生关键词:杆式超声电机 动力学分析 优化设计 优化算法 超声悬浮陀螺的试验研究 超声近声场作用的悬浮技术相对其他悬浮方式有独特的优势,对被悬浮物体没有电磁学性质上的特殊要求,具有可观的悬浮和驱动力。本文提出了一种基于逆压电效应的超声悬浮陀螺,由压电陶瓷激发定子产生两相B04驻波,进而合成行波,此行波... 李繁 陈超 贾兵关键词:压电效应 动力学分析 声悬浮 陀螺仪 文献传递 基于近场超声悬浮的耦合频率特性分析 被引量:4 2011年 以近声场模型为基础,提出圆形振子薄板与圆形悬浮物之间的挤压膜耦合数学方程组;利用奇异摄动理论中的渐近展开匹配法对归一化的气体运动方程进行求解,求出挤压膜压力分布的解析式,导出振子在挤压膜影响下的微分控制方程;针对模型的圆形结构,使用非常规板元(TRUNC)的改进列式对薄板控制方程进行数值求解,得出定子在弯曲振动模态下的压力振型和位移振型;分析了挤压膜厚度变化时的频率特性。分析表明,振子的驱动频率随着重物重量的增大而升高,而随着驱动频率阶数的增大,这种影响又逐渐减小。研究结果可为今后的理论推导及实验研究提供指导。 贾兵 陈超 赵淳生关键词:频率特性 Study on Structural dynamics design and suspension performance of a spherical rotor of non-contact ultrasonic motor <正>A spherical rotor of non-contact ultrasonic motor has been developed,which based on inverse piezoelectric e... Fan LI~(1,*),Chao CHEN~1,Bing JIA~1,Jun-Shan WANG~1,Xiao-Jun YAN~2 1 State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016 2 Beijing Aerospace Contorl Device Institute,Beijing 100039文献传递 EFFECT OF HARDNESS OF FRICTIONAL MATERIALS ON PROPERTIES OF ULTRASONIC MOTORS <正>In this paper,PTFE composite,epoxy composite,phenolic composites,hard aluminum,cemented carbide as friction... Qing-jun DING,Lin YANG,Chun-sheng ZHAO Precision Driving Laboratory,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China关键词:HARDNESS 文献传递 超声电机环形定子驻波的扭曲和旋转 被引量:1 2007年 超声电机环形定子上的驻波变形和振型旋转的现象在实验中被观察到,行波和类行波出现在单相激励情况下。该文讨论了单相激励行波和类行波的成因,当环形定子具有一个非轴对称结构时,同形退化模态不再存在,代之以两个近频模态,由于结构阻尼对这两个模态贡献不同,使得响应出现相位差,行波出现。类行波实质上不是行波而是驻波的扭曲,只是看起来像行波。 金家楣 赵淳生关键词:超声电机 基于近声场的超声悬浮试验 被引量:2 2011年 针对非接触式悬浮传输装置的良好应用前景,设计可应用于此种场合的基于近场声的超声作动器。对该作动器的核心驱动部件——压电换能器进行了结构设计并加工制造出了换能器样机。利用PV S-300F型多谱勒激光测振仪对换能器样机进行模态试验,获得了相关的动态特性参数。利用该作动器进行悬浮能力试验,发现随着激励电压的增大,悬浮高度呈现非线性增加。作动器最大单位面积悬浮重量为12.53 g/cm2。将试验结果与声辐射压力的理论计算比较,发现两者具有相似的变化趋势。 孙运涛 陈超关键词:压电换能器 作动器