基于d15变形压电致动器动静耦合激励分析

作者：张铁民; 梅园; 王英智; 杨汶泊

来源：振动.测试与诊断, 2020, 40(04): 775-828.

DOI：10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2020.04.021

• 致动机构
• 动静耦合激励
• 压电
• Cymbal压电叠堆

为研制一种大行程、高精度的压电致动器,以夹心式换能为机理,提出一种基于d15动静耦合激励的新型压电致动器。对比优化设计的Cymbal压电叠堆与普通压电叠堆,分析了3种致动模式:d31模式、d33模式和d15模式。利用有限元仿真方法和相关测量试验分析了机构的位移输出量,得到在有限元仿真软件平台中,Cymbal压电叠堆能有效地将d15径向变形转化为轴向变形,其d15模式形变量是d31模式形变量的6.35倍,是d33模式形变量的1.66倍;压电致动器在d15动静耦合激励下的最大位移输出量(8.78×10-4 m)是d15静态直流激励(6.45×10-5 m)的13.61倍,是d15谐振交流激励(7.80×10-4 m)的1.13倍。测量试验发现,压电致动器产生的最大输出位移随着电压的增大呈近似线性增加,当电压为100V时,压电致动器产生的最大输出位移为8.11×10-4 m,证明了d15致动模式下动静耦合激励的可行性。

• 单位
  华南农业大学