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NX Nastran:進行波方式超音波モータの周波数応答解析(NX Nastran SOL103 / SOL108)

キーワード) 超音波モータ アクチュエータ 進行波 固有振動モード 周波数応答特性

事例概要

超音波モータは、圧電素子によりステータに超音波振動を発生させ、摩擦力を介してロータを駆動するアクチュエータです。ギアなしで低速・高トルク、高速応答、保持トルクが大きい、静粛性や非磁性などの特徴をもっています。光学機器、精密機器、情報機器、医療機器、輸送用機器など様々な分野で実用化が進められています。
本解析では、ディスク型とリング型進行波方式超音波モータのステータに2つ90°位相差を持つたわみ振動を励起し※1、進行波の様子及び振動体任意点の楕円軌跡を確認しました。
※1:Nastranには圧電解析機能がないため、電圧駆動の代わりに力荷重で励振しました。

ディスク型

固有振動モード

disc01

減衰による振動体の周波数特性

disc02

ステータの変形図及び上表面各点の楕円振動軌跡

disc03
ディスク型

固有振動モード

ring01

リング状弾性体の変形図及び振動変位ベクトル分布

ring02

ステータ上表面各点の楕円振動軌跡

ring03