圧電解析超音波モータの構造-圧電連成解析

  • 圧電解析を行いたい。
  • 超音波モータの振動モードと周波数を把握したい。
  • 超音波モータの駆動を時刻歴応答解析で解析したい。

圧電素子によって発生する超音波振動は、くさびを振動させ、先端を楕円運動させて接触しているロータを駆動させます。これを利用するメリットは、共振することにより高効率で、高速回転が可能である点です。デメリットとしては、接触面の発熱と磨耗により寿命が短いなどがあげられます。カメラ用レンズのオートフォーカス制御、自動車シートのヘッドレスト、パワーウィンドウの駆動等に使われています。

解析事例では、ステータが正しい位相差で駆動しているか確認するステータの固有値解析と、実駆動条件と同様に、ロータに圧力を負荷してステータと密着させた状態における回転状態を時刻歴応答解析にて実施しています。圧電解析のみでなく、摩擦を考慮した接触解析を実施することで非線形の高い構造解析を実施しています。

解析モデル

解析結果



図2.摩擦を考慮した時刻歴応答解析
(変位コンター)
(画像クリックで動画再生)

図3.回転量の時系列グラフ

解析種類


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