石英晶体扭转效应应用基础研究及其新型传感执行器的开发

在多年压电效应研究的基础上，根据科技发展与工程需要，在确认石英存在扭转效应的前提下，本项目研究将进一步揭示产生扭转效应的机理和其内在规律：应用各向异性弹性理论、晶体物理学和各向异性电磁理论等交叉学科探讨扭转效应产生的物理机理，建立扭转效应物理与数学模型，给出扭转效应的定义和相关物性参数的描述，并建立基于晶体变形的广义压电方程式；寻求线性压电介质圣维南问题的解析解，解析介质在扭矩作用下的非线性极化电荷密度与极化电场分布规律，从而得到合理配置电极的方案；提出扭转电荷灵敏度分布规律的概念，通过张量变换和多变量优化方法，寻求扭转效应的最优切型；研发新型基于压电扭转效应的扭矩传感器执行器及其压电无定心钻削测力仪。该项研究的目的是为建立基于晶体变形的压电效应新的分类体系和理论体系打下了必要的基础；所研制的新型扭矩传感器为移动扭矩的无定心多点测量和切削监控提供一种新的方法。