超聲激勵的氣體擠壓膜線型導軌理論及實驗研究.pdf

1、近場超聲懸浮是一種基于氣體擠壓膜原理的新型支承方式,有著重要的應用前景,但到目前為止,其懸浮機理還沒有完全被解釋清楚。通過理論研究和實驗分析闡述了超聲波激勵的擠壓膜的特性。證明了超聲激勵的擠壓膜具有較大的承載能力,能夠支承自由懸浮的物體。
　　 壓電氣體擠壓膜裝置由壓電堆、聚能裝置、激勵托盤、超聲擠壓膜、懸浮物體五部分構成,其工作機理涉及到電、固、氣、聲等多場的耦合作用。各元素的耦合特性決定著擠壓膜的特性。本文首先建立了和模型相

2、適應的氣體擠壓膜壓力方程、壓電換能器機電耦合方程、聚能器的振動方程、以及自由懸浮體的運動方程,確定了較為切合實際的各場定解問題的邊界條件及初始條件。在此基礎上,通過應用ANSYS軟件和MATLAB程序對各控制方程進行了耦合求解。在數(shù)值求解過程中,通過擠壓膜厚的變化將激勵托盤和懸浮體聯(lián)系起來,實現(xiàn)了各場的耦合作用。
　　 實驗研究分為懸浮驗證實驗及線型導軌設計兩部分。其中懸浮實驗是對所做的理論研究結論的驗證。包括壓電堆的制作、聚能