超聲懸浮陀螺儀的多物理場耦合有限元分析.pdf

1、本文主要利用COMSOL Multiphysics多物理場耦合有限元軟件對碗式非接觸式壓電作動器的小型化后的結(jié)構(gòu),即軸—徑向耦合超聲懸浮陀螺儀的軸向懸浮驅(qū)動裝置進(jìn)行有限元分析。通過計算得到定子和轉(zhuǎn)子間的空氣層中的聲場分布情況和轉(zhuǎn)子所受到的聲輻射力的大小及此非接觸式壓電作動器的懸浮剛度的大小。本文的主要研究內(nèi)容歸納如下:
　　1.通過將碗式超聲懸浮壓電作動器的結(jié)構(gòu)的小型化提出了一個新的結(jié)構(gòu),同時用有限元法對新結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響

2、應(yīng)分析。
　　2.加工出這個作動器。這個作動器的軸向懸浮驅(qū)動裝置為碗狀,而徑向驅(qū)動裝置為圓柱狀。同時搭建實驗平臺對這個作動器的懸浮特性和驅(qū)動特性進(jìn)行測量。實驗中,半球狀的轉(zhuǎn)子的懸浮力由定子和轉(zhuǎn)子間的聲場提供。定子的振動產(chǎn)生行波從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。因此這個作動器為非機(jī)械支撐作動器。
　　3.在COMSOL Multiphysics中建立此作動器的有限元模型。經(jīng)對比經(jīng)有限元法計算得到的在不同電壓下的懸浮高度和實驗測量值,從而驗證