基于有效椭圆运动及结构力系数行波型超声电机研究
| 致谢 | 第9-10页 |
| 摘要 | 第10-11页 |
| ABSTRACT | 第11-12页 |
| 第一章 绪论 | 第22-41页 |
| 1.1 超声电机发展历史 | 第22-24页 |
| 1.2 超声电机原理、分类及应用 | 第24-36页 |
| 1.2.1 超声电机基本原理及驱动方式 | 第24-27页 |
| 1.2.2 超声电机的分类 | 第27-34页 |
| 1.2.2.1 单相驻波型超声电机 | 第27-28页 |
| 1.2.2.2 行波型超声电机 | 第28-31页 |
| 1.2.2.3 多重模态超声电机 | 第31-33页 |
| 1.2.2.4 模态转换型超声电机 | 第33-34页 |
| 1.2.3 超声电机特点及应用领域 | 第34-36页 |
| 1.3 行波型超声电机研究现状与进展 | 第36-39页 |
| 1.4 论文的课题来源及研究内容 | 第39-41页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第39页 |
| 1.4.2 论文的研究内容及结构安排 | 第39-41页 |
| 第二章 行波型超声电机波动及振动理论 | 第41-61页 |
| 2.1 弹性体波动方程及其行波解兰姆波 | 第41-48页 |
| 2.1.1 梯度、旋度与散度 | 第41-42页 |
| 2.1.2 弹性体中的矢量波动方程 | 第42-45页 |
| 2.1.3 兰姆波波动方程及其解 | 第45-47页 |
| 2.1.4 兰姆波解的多模式、频散特性 | 第47-48页 |
| 2.2 弹性梁波动方程的行波解与驻波解 | 第48-56页 |
| 2.2.1 弹性梁的波动方程 | 第48-50页 |
| 2.2.2 弹性梁的波动方程的行波解 | 第50-52页 |
| 2.2.3 弹性梁的波动方程的驻波解 | 第52-55页 |
| 2.2.3.1 波动方程驻波解 | 第52页 |
| 2.2.3.2 自由边界梁模态 | 第52-54页 |
| 2.2.3.3 两端铰支边界梁模态 | 第54-55页 |
| 2.2.4 弹性梁的波动方程行波解与驻波解关系 | 第55-56页 |
| 2.3 弹性梁中行波的激发 | 第56-59页 |
| 2.3.1 无限边界梁中行波的激发 | 第56-57页 |
| 2.3.2 有限边界梁中行波激发 | 第57-58页 |
| 2.3.3 模态(驻波)叠加法产生行波 | 第58-59页 |
| 2.4 小结 | 第59-61页 |
| 第三章 行波型超声电机椭圆运动研究 | 第61-82页 |
| 3.1 压电基本理论 | 第61-69页 |
| 3.1.1 压电效应 | 第61-62页 |
| 3.1.2 压电材料特性 | 第62-66页 |
| 3.1.2.1 压电材料力学特性 | 第63-64页 |
| 3.1.2.2 压电材料电学特性 | 第64-65页 |
| 3.1.2.3 压电材料压电特性 | 第65-66页 |
| 3.1.3 压电基本方程 | 第66-69页 |
| 3.2 弯曲驻波与行波驱动原理 | 第69-72页 |
| 3.2.1 弯曲振动梁质点位移方程 | 第70-71页 |
| 3.2.2 弯曲梁驻波驱动与行波驱动 | 第71-72页 |
| 3.3 弯曲行波型超声电机椭圆运动分解 | 第72-76页 |
| 3.3.1 环形弯曲行波椭圆运动分解 | 第72-73页 |
| 3.3.2 圆柱体弯曲行波椭圆运动分解 | 第73-76页 |
| 3.4 定子质点有效椭圆运动轨迹研究 | 第76-81页 |
| 3.4.1 有效椭圆运动形状与电机输出性能的关系 | 第76-77页 |
| 3.4.2 斜椭圆运动 | 第77-79页 |
| 3.4.3 位移放大机构 | 第79-81页 |
| 3.5 小结 | 第81-82页 |
| 第四章 行波型超声电机力系数与效率研究 | 第82-100页 |
| 4.1 基于力系数的压电振子系统方程研究 | 第82-87页 |
| 4.1.1 力系数的动力学意义 | 第82-83页 |
| 4.1.2 压电陶瓷系统方程 | 第83-86页 |
| 4.1.3 压电振子系统方程 | 第86-87页 |
| 4.2 超声电机能量损耗与效率 | 第87-93页 |
| 4.2.1 超声电机能量转换基本原理 | 第87-89页 |
| 4.2.2 超声电机能量损耗 | 第89-92页 |
| 4.2.2.1 内部阻尼损耗 | 第89-90页 |
| 4.2.2.2 接触面损耗 | 第90-91页 |
| 4.2.2.3 夹持损耗 | 第91-92页 |
| 4.2.3 超声电机效率 | 第92-93页 |
| 4.3 超声电机力系数与能量损耗 | 第93-96页 |
| 4.3.1 力系数与机电耦合系数 | 第93-95页 |
| 4.3.2 力系数与能量损耗及效率 | 第95-96页 |
| 4.4 行波型超声电机结构力系数设计 | 第96-98页 |
| 4.4.1 环形行波型超声电机结构力系数设计 | 第96-97页 |
| 4.4.2 圆柱体行波型超声电机结构力系数设计 | 第97-98页 |
| 4.5 小结 | 第98-100页 |
| 第五章 弹簧定子行波型超声电机研究 | 第100-114页 |
| 5.1 弹簧定子超声电机 | 第100页 |
| 5.2 纵向模式弯曲振动行波型弹簧定子超声电机 | 第100-107页 |
| 5.2.1 电机基本结构和驱动原理 | 第100-102页 |
| 5.2.2 定子驱动面椭圆运动分析 | 第102-104页 |
| 5.2.3 定子频率一致性分析 | 第104-107页 |
| 5.3 横向模式弯曲振动行波型弹簧定子超声电机 | 第107-113页 |
| 5.3.1 电机基本结构和驱动原理 | 第107-108页 |
| 5.3.2 定子弯曲振动频率一致性研究 | 第108-111页 |
| 5.3.3 弹簧定子动力学仿真分析 | 第111-113页 |
| 5.3.3.1 定子谐响应分析 | 第111-112页 |
| 5.3.3.2 定子瞬态动力学分析 | 第112-113页 |
| 5.4 小结 | 第113-114页 |
| 第六章 HULA-HOOP行波型超声电机研究 | 第114-133页 |
| 6.1 圆柱体弯曲行波定子椭圆运动研究 | 第114-121页 |
| 6.1.1 弯曲振动的激励 | 第114-115页 |
| 6.1.2 圆柱体弯曲行波定子表面椭圆运动分析 | 第115-121页 |
| 6.1.2.1 椭圆运动方程 | 第115-116页 |
| 6.1.2.2 内、外圆面驱动 | 第116-117页 |
| 6.1.2.3 端面驱动 | 第117-118页 |
| 6.1.2.4 锥面驱动 | 第118-120页 |
| 6.1.2.5 定、转子接触面直线滑动的避免 | 第120-121页 |
| 6.2 HULA-HOOP型超声电机拓扑优化设计 | 第121-128页 |
| 6.2.1 动力学拓扑优化 | 第121-123页 |
| 6.2.2 定子结构拓扑优化设计 | 第123-125页 |
| 6.2.2.1 定子拓扑优化有限元模型 | 第123页 |
| 6.2.2.2 拓扑优化分析参数的选择 | 第123-124页 |
| 6.2.2.3 拓扑优化结果 | 第124-125页 |
| 6.2.3 定子结构拓扑优化结果验证 | 第125-128页 |
| 6.2.3.1 拓扑型定子有限元模型 | 第125-126页 |
| 6.2.3.2 拓扑型定子的动力学分析 | 第126-128页 |
| 6.3 HULA-HOOP型超声电机参数优化设计 | 第128-130页 |
| 6.3.1 凸台尺寸参数的影响 | 第128-129页 |
| 6.3.2 开槽尺寸参数的影响 | 第129-130页 |
| 6.4 优化结果验证 | 第130-131页 |
| 6.5 小结 | 第131-133页 |
| 第七章 总结与展望 | 第133-135页 |
| 7.1 全文总结 | 第133-134页 |
| 7.2 论文的主要创新点 | 第134页 |
| 7.3 工作展望 | 第134-135页 |
| 参考文献 | 第135-142页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加的科研项目 | 第142页 |
