Publication

Comparative analysis and modeling of both standing and travelling wave ultrasonic linear motor

Yves Perriard
2003
Conference Papers

Résumé

A comparative study on the two different kinds of ultrasonic linear motors (ULM), standing and travelling wave types, is described. Analytical modeling using the wave theory and the contact mechanisms is presented. The former is used to describe the wave propagation in the stator, the latter to describe the interface between the slider and the stator, where the tangential and normal forces generated by the contact points allow the slider to describe a linear motion. FEM simulations allow to obtain transient and steady-state responses of the system and also to validate the analytical model. Harmonic analysis is also performed to find out the resonance frequency of the system and thus achieve a maximal amplitude response. In addition to these numerical analyses, some practical results on a standing wave linear motor are presented

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/9c270b58-f923-4b73-b951-03cc5e775bb3

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Onde

vignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.

Onde stationnaire

vignette|redresse=2|Onde stationnaire résultant de la superposition d'ondes de sens inverse ; les points rouges sont les nœuds de vibration. En physique ondulatoire, une est une oscillation locale dans un milieu clos, qui ne se propage pas. On appelle les points où l'amplitude est nulle des nœuds de vibration, et ceux où l'amplitude est maximale des ventres de vibration. Dans un milieu à une dimension, comme un conducteur électrique ou un tuyau, elle est la résultante de la superposition d'ondes de même fréquence et de même amplitude mais de sens de propagation opposé .

Moteur piézoélectrique

A piezoelectric motor or piezo motor is a type of electric motor based on the change in shape of a piezoelectric material when an electric field is applied, as a consequence of the converse piezoelectric effect. An electrical circuit makes acoustic or ultrasonic vibrations in the piezoelectric material, most often lead zirconate titanate and occasionally lithium niobate or other single-crystal materials, which can produce linear or rotary motion depending on their mechanism.

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