超聲激勵(lì)的氣體擠壓膜線型導(dǎo)軌理論及實(shí)驗(yàn)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(yīng)用前景,但到目前為止,其懸浮機(jī)理還沒有完全被解釋清楚。通過理論研究和實(shí)驗(yàn)分析闡述了超聲波激勵(lì)的擠壓膜的特性。證明了超聲激勵(lì)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(lì)托盤、超聲擠壓膜、懸浮物體五部分構(gòu)成,其工作機(jī)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(yīng)的氣體擠壓膜壓力方程、壓電換能器機(jī)電耦合方程、聚能器的振動(dòng)方程、以及自由懸浮體的運(yùn)動(dòng)方程,確定了較為切合實(shí)際的各場定解問題的邊界條件及初始條件。在此基礎(chǔ)上,通過應(yīng)用ANSYS軟件和MATLAB程序?qū)Ω骺刂品匠踢M(jìn)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(lì)托盤和懸浮體聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)了各場的耦合作用。
　　 實(shí)驗(yàn)研究分為懸浮驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及線型導(dǎo)軌設(shè)計(jì)兩部分。其中懸浮實(shí)驗(yàn)是對所做的理論研究結(jié)論的驗(yàn)證。包括壓電堆的制作、聚能