2 柱体超声波电机的运行原理及相关理论

超声波电机有多种结构形式，其中行波型超声波电机和柱体超声波电机，由于结构简单、性能稳定可靠、运行寿命长，是目前应用和研究最多的两种。本章从压电效应与压电振子出发，对所设计的小型柱体超声波电动机结构进行了介绍，就其运行机理进行分析，导出了定子表面质点的运动方程。文献综述

2.1压电陶瓷及其特性

未经极化的压电陶瓷是由一颗颗小晶粒无规则“镶嵌”而成的，因而晶粒排列从整体上看杂乱无章，是一种多晶体[10]。现在应用广泛的钙钛矿型铁电体压电陶瓷，主要是由BaTiO3、Pb（Zr，Ti）O3、（NaK）NbO3、PbTiO3 等为基本成分，经粉碎、成型后高温烧结而成的铁电体微晶粒集合体。这类陶瓷具有居里温度高，压电性强，易改性和稳定性好等优点。

2.1.1 压电陶瓷的弹性

压电陶瓷在外力作用下将产生变形，在压电学的范围内，可以把压电陶瓷看成弹性体。这种弹性特性可用应力T和应变S来描述。在弹性范围内，应力T和应变S之间满足线性关系，可以用向量形式的虎克定律来描述