ANSYS柱体超声波电机的阻频特性计算
以柱体摇头型超声波电机为研究对象，进行电机的阻频特性计算及分析。研究的主要内容可概括如下：在研究并掌握柱体摇头型超声波电机的工作原理的基础上，利用ANSYS进行有限元分析的方法，根据图纸在ANSYS中建立柱体超声波电机定子有限元模型，进行谐响应分析，并对仿真结果进行分析，获取电机的阻频特性曲线。10862
关键词 超声波电机 阻频特性 有限元分析 谐响应
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The resistance of the cylinder ultrasonic motor frequency characteristics calculation
Abstract
The ultrasonic motor stator body to produce flexible volatility is to use the inverse piezoelectric effect, and then in the vibration of the stator surface particle friction, vibration can be coupled into the rotor’s torque output. Cylinder ultrasonic motor structure and process is relatively simple, easy to implement mass production, the ultrasonic motor is most likely to achieve the industrialization.
Cylinder shaking head ultrasonic motor is an object of researching, calculate the motor resistance and Frequency characteristic. The main content of the study can be summarized as follows: using ANSYS finite element analysis method and master cylinder shaking head type ultrasonic motor works on the basis of the study, established in ANSYS finite element model of the cylinder ultrasonic motor stator according to the drawings, carry out harmonic response analysis, and simulation results are analyzed to obtain the resistance of the motor frequency response curve.
Keywords：Ultrasonic motor Finite Element Analysis
Resistance frequency characteristics harmonic response
目录
1 绪论 5
1.1 超声波电机的发展历史 5
1.2 柱体超声波电机研究现状及未来发展 6
1.3 超声波电机的分类及应用 7
1.4 超声波电机的特点 10
1.5 本课题的选题意义 13
2 超声波电机的基本原理及研究手段 14
2.1 压电效应 14
2.2 压电方程 14
2.3 有限元分析法 16
3 柱形超声波电机的仿真分析 19
3.1 柱形超声波电机的模态分析 19
3.2 柱形超声波电机的谐响应分析 22
4 柱形超声波电机的阻频特性分析 25
4.1 超声波电机输入阻抗的计算原理 25
4.2 超声波电机的阻频特性分析 26
致 谢 30
参 考 文 献 30
附录：命令流1 30
1 绪论
超声波电动机是利用逆压电效应使定子机体产生柔性波动，进而在定子表面质点的振动摩擦作用下将振动能耦合成转子的转矩输出[1-2]。它采用能量密度较高的压电陶瓷作为电能到机械能的换能器，因此在结构较小时比同尺寸的其他电机具有更大的输出功率[5]。超声电机具有的低速大扭矩、响应快速、结构灵活、不产生磁场也不受电磁干扰、适用于高精密定位等独特的优点使得超声电机在照相机、机器人、医学内窥镜等工业领域有广阔的应用前景[3-4]。虽然超声电机的设计具有很大的灵活性，可以开发出不同结构形式的电机[6-7]。其中采用弯曲旋转振动模态的超声波电动机也称柱体超声波电动机,它是一种行波驻波混合型电动机,利用定子的弯曲振动产生的摩擦力来传递能量。与其它超声波电动机相比,它有体积小、力矩密度较大、响应时间快、加工相对容易等优点,因而应用前景非常广阔。小型柱体超声波电动机以结构简单、不用粘接等独特优点在小型化精密控制领域占有一席之地,在非连续运动领域及精密控制领域有广阔的应用前景。而且柱体电机的结构分区极化方式相对比较简单，近年来微型电机的研究工作基本都是围绕柱体超声波电机展开的[8-10]。