Nanometrinės skyros mikrorobotų pjezokeitiklių skaitinis tyrimas

Darbo tikslas buvo sukurti nanometrinės skyros mikrorobotų pjezokeitiklių skaitinius modelius, kurie leis nustatyti racionalius geometrinius pa-rametrus bei kontaktinių taškų judėjimo trajektorijas, naudojant automatizuotą modeliavimo procesą. Disertacijoje buvo atlikta nanometrinės skyros mikrorobotų skaitinio modeliavimo darbų analizė, ištirti nanometrinės skyros mikrorobotų skaitinio modeliavimo įrankiai. Buvo sukurti ir ištirti plokštuminių bei erdvinių nanometrinės skyros mikrorobotų pjezokeitiklių modeliai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, pateikiami tyrimų metodai, aprašomas mokslinis darbo naujumas, bei praktinė darbo vertė. Pirmajame skyriuje, teorinių tyrimų analizėje buvo apžvelgtos nanometrinės skyros mikrorobotų pjezokeitiklių charakteristikos. Pristatytos pagrindinės tyrimų kryptys, apžvelgiami Lietuvos ir užsienio mokslininkų tyrimai ir su jais susijusios problemos. Pristatytos mechanikos inžinerijos, informatikos inžinerijos mokslo krypčių „Vibrotechnikos“ mokslininkų mokyklos, bei darbo grupės. Antrajame skyriuje suformuoti skaitinio modeliavimo tyrimų uždaviniai. Aprašyti įrankiai, metodai, kurie naudojami uždaviniams spręsti. Pateiktas baigtinių elementų metodo taikymas pjezokeitiklių modeliavime, racionalių geometrinių parametrų nustatymas plokštuminiuose ir erdviniuose pjezokeitikliuose, savųjų formų atpažinimas naudojant parcialinius ir globalinius dominavimo koeficientus, kontaktinių taškų elipsinio judėjimo trajektorijų tyrimo metodika. Aprašytas skaitinio modeliavimo priemonių automatizavimo mechanizmas. Atliekant praktinius tyrimus buvo sukurti ir ištirti plokštuminiai ir erdviniai nanometrinės skyros pjezokeitiklių diskretiniai modeliai, išspręsti savųjų reikšmių uždaviniai, nustatyti pjezokeitiklių racionalūs geometriniai parametrai, bei išnagrinėtos parinktų kontaktinių taškų judėjimo trajektorijos. Tyrimų rezultatai pateikti trečiame ir ketvirtame skyriuose. Darbo pabaigoje apibendrinami tyrimų rezultatai ir pateiktos galutinės išvados. Disertacijos tema paskelbti 7 straipsniai: keturi – recenzuojamuose moksliniuose žurnaluose, įtrauktuose į Thomson ISI (Web of Science) sąrašą, vienas – kitose duomenų bazėse, du – recenzuojamoje užsienio tarptautinės konferencijos medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti 3 pranešimai Lietuvos bei kitų šalių konferencijose

Research and development of piezoelectric active supports for precise shafts

Design and investigation of active piezoelectric block, having a precise V-shaped groove for checking the roundness or concentricity of precise shafts is presented. Piezoelectric V-block realizes the rotation and translational motion of the precise shaft and is characterized by zero base errors of motion generation system. Numerical modeling based on finite element method is performed to find resonant frequencies and modal shapes of the piezoelectric actuator. The trajectories of the contacting points for shaft – piezoelectric actuator is defined. Results of numerical and experimental studies are presented

The ring type piezoelectric actuator generating elliptical movement

A design of ring type piezoelectric actuator generatig elliptical movement is proposed and analyzed in the paper. Elliptical movement is generated at the area of the actuator applying harmonic excitation signals with different phases. Numerical modeling based on finite element method was performed in order to find resonant frequencies and modal shapes of the actuator and to calculate the size of inner and outer radius, ensuring maximum rotation and bending movements under excitation scheme. Results of numerical studies are discussed

Cylindrical piezoelectric mobile actuator based on travelling wave

A design of cylindrical type piezoelectric mobile actuator is proposed and analyzed in the paper. Traveling wave is generated on the top area of the actuator applying harmonic oscillations with different phases. Electrodes of piezoceramic elements are excited by harmonic voltage with phase difference of 2π/3. Numerical modeling based on finite element method was performed to find resonant frequencies and modal shapes of the actuator and to calculate the trajectories of the upper points movements under excitation scheme. Path-Planning algorithm presented for cylindrical piezoelectric mobile actuator