徑向及徑—扭復合振動模式夾心式壓電超聲換能器研究.pdf

1、 本文基于夾心式壓電超聲換能器的設(shè)計原理，提出了徑向振動夾心式壓電超聲換能器的概念。建立了換能器的徑向振動模等效電路，導出了其徑向共振頻率方程，并對換能器進行了有限元模態(tài)分析和實驗研究。在此基礎(chǔ)上，進一步提出和研究了一種斜槽式徑—扭復合振動模式夾心式壓電超聲換能器，給出了其機電類比等效電路及共振頻率方程。作為其應(yīng)用實例，將之應(yīng)用于超聲馬達實踐，并試制出了徑—扭模式轉(zhuǎn)換型超聲馬達樣機。 本文研究成果：討論了壓電圓環(huán)與相同尺寸

2、壓電圓盤的一次泛頻之比隨壓電圓環(huán)內(nèi)外半徑比的變化關(guān)系。結(jié)果表明，當壓電圓環(huán)內(nèi)外半徑之比趨于1時，壓電圓環(huán)的第二階(及以上)共振頻率趨向無窮大。討論了對于不同的泊松比，環(huán)形振子的徑向和扭轉(zhuǎn)共振頻率方程的第一階振動根隨圓環(huán)內(nèi)外半徑比的變化關(guān)系。給出了均勻厚度鋼和鋁蓋板分別與PZT-4壓電晶片徑向復合換能器的前三階徑向共振位移理論分布曲線；通過實驗測定了徑向振動夾心式壓電超聲換能器共振基頻附近的等效電路參數(shù)及有效機電耦合系數(shù)Keff。結(jié)果表明