近场超声悬浮承载能力及影响因素的理论及实验研究

摘要

应用流体动力润滑理论分别建立固定悬浮体以及自由悬浮体的超声气体挤压膜气膜压力模型,并对模型进行数值求解,获得超声频振荡气体挤压膜的压力分布及承载能力,在此基础上利用Christensen平均模型讨论了表面粗糙度对承载能力的影响.结果表明:气体挤压膜具有较大的承载能力,且承载能力大小主要取决于挤压运动的振幅和频率,其中,振幅对气体挤压膜承载力影响最为显著,而频率影响次之.低频范围内,频率对承载力的影响较大,而随着频率的升高其影响逐渐趋于平稳.构造适当的表面纹理可以在一定程度上提高气体挤压膜的承载力.研究结果可以为超声悬浮器件或涉及挤压膜问题的微纳器件设计提供参考.