再通过定子转子或定子动子之间的摩擦作用，将其微米级共振振动转换为转子或动子的
单方向的宏观转动或直线运动。由此，定子的动态特性(共振频率及其振型)就至关重要。
选取超声电机定子的最佳共振频率及其振型，并根据其振型来设计压电陶瓷片的形状及
其分区极化的配置是超声电机设计的首要问题。应用 ANSYS 进行模态分析求解超声电机

 

振子的固有频率和振型，其动力方程是：
[M](x(t))+[K](x(t))=0 
[M]为质量矩阵，[K]为刚度矩阵，(x(t))

 

为位移向量。

[K]中的每一个元素都与结构模型中的节点坐标有关，为保证[K]能够较好地反映结构的
真实刚度，应使所建立的实体模型真实反映模拟结构的几何形状。还应建立一个准确的力

 

学模型，施加外载荷和边界约束条件。
模态分析可以确定超声电机的振动模态、共振频率以及共振时的振型，根据所得结果和期
望结果的差异来调整电机结构尺寸并进行支撑设计，对于初步的电机结构设计有很大作
用。在完成电机模态分析和设计后，可以确定谐响应分析的频率范围，接着进行谐响应分
析。谐响应分析可以求出某个节点在某个频率点下的振幅，这个振幅是绝对值，不象模态
分析中，振幅是一个相对值。再根据谐响应分析的结果对电机的定子的结构进行改进，进

 

一步优化设计电机。
利用 ANSYS 软件强大的分析和优化功能，我们设计了多种直线型超声电机，对其运动机

 

理进行了研究，为以后的研究奠定了良好的基础。