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首页> 外文期刊>IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control >Topology optimization design of flextensional actuators
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Topology optimization design of flextensional actuators

机译：挠性执行器的拓扑优化设计

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Flextensional actuators can be defined as a piezoceramic (or anstack of piezoceramics) connected to a flexible mechanical structurenthat converts and amplifies the output displacement of the piezoceramic.nEssentially, the actuator performance depends on the distribution ofnstiffness and flexibility in the coupling structure and, therefore, onnthe coupling structure topology. In this work, we propose a generalnmethod for designing flextensional actuators with large outputndisplacement (or generative force) by applying the topology optimizationnmethod. The goal is to design a flexible structure coupled to thenpiezoceramic that maximizes the output displacement (or force) in somenspecified direction. Static and low frequency applications arenconsidered. To illustrate the implementation of the method, 2-Dntopologies of flextensional actuators are presented because of the lowerncomputational cost; however, the method can be extended to 3-Dntopologies. By designing other types of coupling structures connected tonthe piezoceramic, new designs of flextensional actuators that producenoutput displacements or forces in different directions can be obtained,nas shown. This method can be extended for designing flextensionalnhydrophones and sonars
机译：挠性执行器可以定义为连接到柔性机械结构的压电陶瓷（或一堆压电陶瓷），该机械结构可以转换并放大压电陶瓷的输出位移。耦合结构拓扑。在这项工作中，我们提出了一种通用方法，通过应用拓扑优化方法来设计具有大输出位移（或产生力）的挠性执行器。目标是设计一种与压电陶瓷耦合的柔性结构，以使在特定方向上的输出位移（或力）最大化。不考虑静态和低频应用。为了说明该方法的实现，由于较低的计算成本，提出了挠性致动器的2-D拓扑。但是，该方法可以扩展到3-Dntopology。通过设计与压电陶瓷连接的其他类型的耦合结构，可以获得在不同方向上产生输出位移或力的挠性执行器的新设计。这种方法可以扩展到设计伸缩性水听器和声纳

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