...摘要超声波电机作为一个最近几十年才兴起的概念，突破了过去人们对电机仅局限于电磁电机的认识。作为超声波电机的一员，柱体超声波电机虽然从产生到现在才发展了短短几十年的时间，但已凭借其微型高效等特点而备受国内外科研工作者的青睐，并且已经在多个不同的领域实现了其广泛的应用。
本文将围绕柱体超声波电机展开，论文由 5 个章节构成。首先是对超声波电机进行简单介绍以及对柱体超声波电机在国内外的研究状况进行叙述，并且对有限元分析软件 ANSYS作简单介绍；然后介绍压电陶瓷的基本特性以及柱体超声波电机的结构及其工作原理；接下来是利用 ANSYS软件对定转子有限元模型进行模态分析，提取合适的定子工作模态，并通过对两种转子结构的静力学分析选择最优转子结构；本文最后是全篇的结论部分，包括对上述原理和有限元分析的一些总结和概括。19417
关键词 柱体超声波电 ANSYS 软件 有限元模型 模态分析 静力学分析
Title The Research of Cylinder-type Stator Ultrasonic Motor
Abstract
As a new concept that rose in the rescent decades,the USM has broken people’
s concept of motor that is confined to the conventional electromagnetic
motor.As a member of the USM,CTWUSM is much favored by researchers both
home and abroad,and has been applied to different fields with wide range
of applications.
This article which consists of five chapters will focus on CTWUSM.At
first,the paper shows the introduction and the research status of CTWUSM,
and gives some introductions of the finite element analysis
software,ANSYS,briefly.The second part of the article describes the
properties of piezoelectric ceramic and the structure and operation of
CTWUSM,followed by the modal analysis of CTWUSM by ANSYS and the extraction
of the appropriate mode of the stator as operating frequency.In the next
part of the article,the better structure of rotor is selected through the
static analysis of the two rotors in different structures.The last part
of the article is the conclusion of the whole piece,including some summary
and generalization of the principles above and finite element analysis.
Keywords CTWUSM ANSYS Finite element model Modal analysis Static analysis
目 次
1 绪论..1
1.1 超声波电机简介.1
1.2 柱体超声波电机的研究状况.4
1.3 ANSYS 软件简介..5
2 柱体超声波电机的结构特性与运行机理..6
2.1 压电陶瓷简介..6
2.2 柱体超声波电机的结构 9
2.3 柱体超声波电机的运行机理..10
2.4 椭圆运动的形成..11
3 柱体超声波电机的有限元分析与设计.13
3.1 有限元分析方法及其应用13
3.2 定转子有限元分析模型.13
3.3 柱体超声波电机振动模态分析 15
4 柱体超声波电机转子静力学分析 21
4.1 两种转子结构有限元模型的建立..21
4.2 两种转子结构的静力学分析..21
4.3 最优转子结构选取 25
结 论26
致 谢27
参 考 文 献. 28
1 绪论
1.1 超声波电机简介
超声波电机（USM）是国内外日趋受到重视的一种摇摆型直驱电机。超声波电机，
顾名思义，就是以超声频率振动的电机，与传统电磁电机无论在结构还是在原理上都
有天壤之别，超声波电机在结构上没有传统电机所特有的磁极和线圈，因为它无需依
托电磁介质来传送能量，而是由所采用的压电陶瓷的逆压电效应，将电能转化为振动
机械能，接下来经由定转子间的摩擦来驱动转子旋转。超声波电机具备功率密度大、
响应速度快、运行时很安静、简单灵活等出色特性，在非连续性运动和精度控制范畴 ANSYS柱体超声波电机的研究:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_10761.html