基于热分析技术的极端环境下超声电机的研究和设计

项目名称： 基于热分析技术的极端环境下超声电机的研究和设计

项目编号： No.51205203

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 杨淋

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 超声电机在航天工业和半导体工业等军民用领域中有着广泛的应用。然而，目前的现场应用结果表明超声电机在特殊环境中表现出温升快、输出力矩/力性能下降和温度适应性较差等不利现象，严重制约了超声电机在特殊环境中的应用前景。本申请从超声电机的温度场分布和温度适应性及其关键影响因素出发，明确极端环境对其产生的具体影响及机制，内容包括：极端环境下超声电机关键部件所用的材料优选；超声电机热源的计算和温度场有限元分析模型的建立；极端环境下超声电机温度场分布和随时间变化测试试验平台的研究；极端环境下超声电机温度场空间分布及随时间变化的驱动控制技术；降低发热和提高可靠性的超声电机结构的优化设计方法；新型旋转超声电机的设计以及激励方式的研究。本项目的研究成果将为应用于极端环境的超声电机设计提供指导，具有广泛的应用价值，能提高电机的工作性能和环境适应能力。

中文关键词： 超声电机；温度；空间环境；结构设计；环境试验

英文摘要： Ultrasonic motors have broad applications in aeronautics and semi-conductor industry. However, results of recent researches show that this type of motors have some disadvantages operating in extreme-evnironments such as quickly rising temperature, decrease of output torque or force and bad thermal adaptablity, which seriously restrict the application prospects of ultrasonic motor driven in extreme-environments. This research starts from the temperature distribution and thermal adaptablity of ultrasonic motors and the critical effects on them,aims to investigate the influences of environmental factors on characteristics of ultrasonic motors. The research contents are as follows: Material selections of key parts of ultrasonic motors driven in extreme-environments; Thermal sources calculation and finite element analyses of temperature field of ultrasonic motors; Set up of measurements for temperature distribution and transient temperature rise of ultrasonic motors in extreme-environments; Driving and control menthods for thermal characteristics of ultrasonic motors in extreme-environments; Ultrasonic motors' optimal design for heat lost reduction and reliability improvement; Novel rotary ultraonic motor designs and driven method investigations. It will give guidelines for the novel design of ultrasonic motors drive

英文关键词： ultrasonic motor；temperature；aerospace environment；structure design；environmental experiment