提花机中的选针器是一种选针的机构,它通过控制经线与纬线的编制方式,来编制出不同花纹和不同密度的布的装置,也是整个提花机的核心部件,直接决定了提花机的性能。现有的选针器主要分为两种:压电式选针器和电磁式选针器。由于压电材料具有响应速度快,不发热,不产生磁场等优点,压电式选针器已经成为选针器的发展趋势。作为压电式选针器中的关键部件,压电悬臂梁致动器通过利用压电材料的逆压电效应,实现电能向机械能的进行转化。现有选针器中压电悬臂梁致动器由于位移小,驱动电压较大,而且使用了一些定位机构,存在稳定性差、寿命不足及可靠性等问题。为了改善传统压电式选针器的性能,本文进行了一种新型的预加载压电悬臂梁致动器的设计和分析。通过对传统压电悬臂梁进行优化创新,在其长度方向施加一定程度的预加载,将其转化为特殊的非线性驱动装置,使压电悬臂梁工作时,能够将输入的能量最大程度的进行输出,从而能提高输出的位移、减小工作电压、延长致动器寿命。本文的工作内容如下:1.利用欧拉–伯努利梁理论,运用Hamilton原理和欧拉-拉格朗日方程建立能量方程,推导出系统动力学方程组,形成驱动器的数学模型。2.根据所建立的数学模型,使用MATLAB进行数值模拟仿真,得到预紧量和电压对预加载压电悬臂梁自由端位移输出的影响规律,形成曲线,寻找最佳匹配。3.制作预加载压电悬臂梁致动器的试验样机并搭建测试系统实现预紧量的精确控制,使用激光测微仪来测量自由端位移。通过测量不同预紧量及驱动电压下的位移输出,来验证数学模型所寻找到的最佳预紧量以及最大的振幅。最终得到预紧量为0.09mm,驱动电压为10V时,预加载压电悬臂梁致动器的最大位移为0.17mm。新型的预加载压电悬臂梁致动器与传统压电悬臂梁致动器相比,位移放大5倍。经过以上理论分析与试验测试,验证本文所提出的预加载压电悬臂梁致动器是有意义的新型压电致动器,其最大位移与传统压电悬臂梁致动器相比能够放大5倍。通过降低驱动电压,可实现使用寿命的大幅提高,具有结构紧凑、可靠性高等优点。并且这种预加载的方法具有普遍意义,可以应用到其他需要低频,高位移的压电装置之中。