超声波取样钻机电耦合特性研究

作者：梁彩红; 韦旌坤; 史立京; 卜长根

来源：探矿工程(岩土钻掘工程), 2015, 42(11): 46-49.

• 超声波取样钻
• 月球取样
• 致动器
• 机电耦合
• 模态分析
• 解耦

压电驱动的超声波取样钻具有质量轻、能耗低、无回转部件的特点,可以满足地外岩石采样的需求。电能通过压电陶瓷转换为致动器高频振动的机械能,使其在特定频率做超声的共振。这种超声取样钻的机电耦合特征,使超声致动器的设计变得复杂。基于ANSYS环境,研究超声致动器在机电耦合场边界条件下的动力学特性,其耦合场的模态频率、激励响应与单一机械结构场条件得到的结果具有较好的一致性。结果表明,超声致动器把电能转换机械能过程的机电耦合场相互作用是很弱的。因此,采用解耦方法,超声致动器的设计过程将大大简化。