samcef在超声波电机设计中的应用

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。SAMCEF在超声波电机设计中的应用　　【摘要】在微机电领域中，为获得超声波电机的振动模态及谐响应特性，利用SAMCEF有限元分析软件对直径为50mm的环形行波型超声波电机压电转换器和定子的振动状态进行了分析;在完成超声波电机定子建模的基础上，进行振动模态分析和最优模态选择，并在此基础上进行了谐响应分析。分析结果表明，利用SAMCEF软件对超声

2、波电机进行分析被证明是一种行之有效的方法。　　【关键词】SAMCEF;超声波电机;建模;模态分析;谐响应分析　　SAMCEFapplicationinthedesignofultrasonicmotor　　LIUDehua RENYifeng LUOWei　　Abstract：Aimingatobtainingtheultrasonicmotorvibrationmodeandharmonicresponsecharacteristics，SAMCEFfiniteelementmethodsoftwarewasused

3、toanalyzestatorvibrationstateofaring-typetravelingwaveultrasonicmotorwith50mminonmodelingoftheultrasonicmotorstatorvibrationmodewasanalyzedandoptimumvibrationmodewasselected，andharmonicanalysiswasanalyzedneartheoptimumvibrationresults为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，

4、我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。indicatethatSAMCEFisaneffectivemethodintheultrasonicmotoranalysis.　　Keywords：SAMCEF;ultrasonicmotor;solidmod

5、eling;modalanalysis;harmonicanalysis　　引言　　超声波电机是利用新原理设计，特殊材料制作的一种新型微特电机，是微机电领域中一种重要的设备，它利用压电陶瓷等一些半导体材料的逆压电效应产生超声频振动，进而通过定转子间的摩擦力来驱动转子。在现代电子技术中，尤其在高集成度电子芯片伺服系统及周边电路等方面，有很大发展空间。与传统电磁式电机相比，超声波电机结构紧凑、断电自锁、响应速度快、控制精度高。因此，在航空航天、精密仪器仪表、智能机器人等领域有着广阔的应用前景，为当前微机电领域的一个研究热点

6、[1]。　　不同型式的超声波电机其工作时的振动模态不同，了解超声波电机的振动状态，尤其是核心部件压电换能器和定子的振动状态，对超声波电机的设计十分重要。同时也是设计外围控制电路的前提。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训

7、，熟悉系统的使用和维护。　　有限元法在分析复杂问题时具有明显的优越性，随着ANSYS和SAMCEF等大型通用有限元分析软件的不断成熟，有限元法的应用领域也越来越广。也为超声电机仿真设计提供了一种实现手段。而SAMCEF无论从计算精度还是计算速度上都优于ANSYS，因此笔者采用SAMCEF对直径为50mm的行波型超声波电机的压电换能器进行建模和模态分析、谐响应分析，并给出有限元分析结果。　　1.超声波电机压电换能器及定子建模　　对压电换能器和定子进行三维实体建模，是SAMCEF软件对超声波电机的振动特性分析的前提。　　S

8、AMCEFField中有Modeler模块，此模块可以用于创建几何体，因此可以用它来进行建模。环形超声波电机的定子与转子摩擦的部位为齿状状结构，齿数为72。建模过程如下：　　首先定义点，利用点连接成线，由线围成剖面图，注意剖面由上中下三部分组成。之后生成轴Y，为以后面旋转做准备。　　将上一步得到的剖面图绕Y轴方向旋转。上层面旋转3