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杆式超声电机定子的动力学分析与优化设计
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:中国机械工程
  • 时间:0
  • 页码:191-195
  • 语言:中文
  • 分类:TM356[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学,江苏南京210016, [2]郑州大学,河南郑州450001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10604032,50735002)
  • 相关项目:基于近场声悬浮的直线型作动器的机理和实验研究
中文摘要:

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。

英文摘要:

The finite element method was used to derive the electromechanical coupled dynamics model of the stator of a rod-shape ultrasonic motor due to the complexity of its geometric shape. The dynamic behavior of the stator was analyzed via this model and the numerical result of the first bending mode frequency is 3.9% of error compared with the experimental result of the prototype stator. Both the structural design principles and the approaches to meet the modal requirements for the stator were proposed and a mathematical optimal model was established based on the pattern search algorithm to solve this multi-objective optimization problem. The numerical simulation results show that this efficient optimal model can quantify the structural parameters of the stator and also meet the stator's design requirements for the modal frequency,the ramics and the interference mode at the same time. mode shape,the location of the piezoelectric ceramics and the interference mode at the same time.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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