板式直线压电振子的拓扑优化与实验

• 作者: 朱华 崔云鹏 牛瑞坤
• 来源期刊: 振动、测试与诊断
• 关键词: 直线超声电机 结构设计 拓扑优化 电机性能
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 588-593
• 页数: 6页
• 分类号: TH113.2|TM359.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2021.03.024

摘要

为了提高直线超声电机的性能,采用拓扑优化方法设计了板式直线压电振子的拓扑结构.首先,在不改变电机几何外形尺寸的情况下进行原型机的拓扑优化分析;其次,对原型机和拓扑优化电机进行模态分析和谐波响应分析;最后,进行了原型机和拓扑优化后电机的机械性能测试.由实验结果可得:原型机最大输出力为1.5 N,采用拓扑优化设计的定子结构电机最大输出力为2 N,输出力比原型机提升33％;在激励电压峰峰值为400 V时,原型机最大空载速度为410 mm/s,优化后的电机最大空载速度为460 mm/s,速度提升了12％.结果表明,拓扑优化后超声电机的性能得到显著提高.