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基于有限元方法和试验测试,研究了芯片封装用压电超声换能器的动力学特忡。借助ANSYS压电耦合和非线性接触分析功能,对换能器自由和约束状态下的振动特性进行了分析。探讨了超声能量在空间域、时域和频域的传递规律。由模态分析得到换能器的振动形式,通过谐响应分析提取其在正弦电压激励下的振动信息,经瞬态分析获得换能器的瞬态响应。结果表明,螺栓径向尺寸和预紧力影响换能器的模态分布和动态特性,压电晶堆加载电压的频率影响超声能量传递特性。通过键合试验考察了焊点质量与螺栓径向尺寸的关系。分析和试验结果为换能器设计和键合工艺优化提供了指导。 相似文献
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面向MEMS制造的高速精密定位平台的动力学仿真和结构设计 总被引:3,自引:1,他引:2
基于音圈电动机直驱,提出一种采用新型弹性解耦机构的2自由度笛卡儿坐标高速高精度定位平台。该平台将电动机放置在基座上,使运动惯量大大减小,从而使实现定位平台的高速高精密运动成为可能。阐述了该定位平台的弹性解耦原理,采用有限元分析与机械系统动态仿真相结合的方法,对定位平台的高速动力学行为进行研究。通过机构的刚体和弹性动力学分析,基于定位平台的动态响应,对弹性解耦机构中的关键部件——弹簧,进行动态优化设计。详尽地探讨了铰链弹性对弹簧刚度和预载选配的影响,以及弹簧刚度和预载对定位平台运动的影响规律,并给出弹簧刚度和预载的匹配曲线,从而为该类制造装备的动力学设计和样机建造奠定了重要理论基础。精度试验表明,该高速精密定位平台的各项指标均达到了设计要求,证明了设计理论的正确性。 相似文献
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为研究复合小径喷丸强化对齿轮接触疲劳性能的影响,通过有限元模拟与喷丸强化试验相结合对复合小径喷丸强化效果进行分析,利用齿轮接触疲劳寿命试验验证复合小径喷丸齿轮的寿命提升效果。结果表明:相较于单次小径喷丸,复合小径喷丸能够获得更大的残余压应力,且表面粗糙度更小;随着喷丸强度和喷丸覆盖率的增大,残余压应力值均有所增大,且残余压应力最大值深度基本不变。通过喷丸强化试验,验证了喷丸有限元模型的合理性,且复合小径喷丸强化在齿轮表层引入高残余压应力和提升表面硬度的同时基本不改变粗糙度大小。齿轮接触疲劳寿命试验结果表明复合小径喷丸后齿轮副间的传动效率明显升高,疲劳寿命相当于未喷丸齿轮的2.38倍,寿命提升效果明显。 相似文献
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