压电驱动器是以压电材料为核心元件、以机械结构为主要换能方式、以提供运动驱动或控制能力为目的一类新型驱动与控制器件。压电材料是近代发展并逐步完善的新型功能材料之一，特别是近十几年来其性能已经获得很大提高，由其所构成的压电振子具有变形精度高、速度快、推力大、体积小、无磁干扰等特点，变形精度可达微米级或纳米级，常被作为高速、高精度的激励源使用。通过对国内外压电振子特性研究以及应用现状分析可看出，目前还缺乏对输出功率大、刚度大、承受负载大的膜片式压电振子的系统性研究，其有关的应用也较少见。本文结合国家自然科学基金项目“压电驱动流体动耦合软体驱动器设计理论与关键技术研究（NO.51405189）”和吉林省科技发展计划基础项目“一种新型高频疲劳试验机的研究（No.20140101078JC）”项目的研究需要，提出一种利用双压电晶片贴置的、圆环形结构的、可用于大功率输出的压电振子，系统研究了这种圆环形功率型膜片式压电振子（以下简称”圆环形压电振子”）的有关理论，并将其用作构造疲劳检测设备和振动送料系统，进行了相关的动力学分析、仿真分析与试验。主要内容如下：1、在查阅大量文献的基础上，分析了现有多种压电振子的种类以及应用情况，说明研究圆环形压电振子的特性以及应用的意义。2、利用瑞利能量法对圆环形压电振子在周边固定支撑条件下动力学状态进行了理论建模与解析，得到结构参数（即金属基板与压电振子的厚度比、压电陶瓷晶片与金属基板的直径比）对其性能参数的影响规律，给出了圆环形压电振子尺寸选配方法。利用阻抗分析仪测得了圆环形压电振子阻抗特性与固有频率，与理论分析相比较，验证了理论分析的正确性和合理性。3、对圆环形压电振子构造振动系统方式、方法以及模型进行了探讨。分析了圆环形压电振子的最大输出功率和变形量，确定了最佳结构参数。得出作为功率型输出的圆环形压电振子，其金属基板厚度要远大于压电陶瓷的厚度的结论。给出了圆环形压电振子构造振动系统基本模型和计算表达式，为以圆环形压电振子为激励源构造的系统的理论分析提供了依据。4、以圆环形压电振子为核心部件构造了压电疲劳检测系统，可在共振状态下实现对微小硬脆材料或高频受力构件的疲劳试验与检测。利用牛顿第二定律建立了疲劳检测系统的动力学微分方程，得到系统固有频率和动载荷表达式，并对其进行了数值计算。给出了圆环形压电振子刚度的解析式，并利用matlab软件分析了圆环形压电振子刚度对共振系统固有频率和动载荷的影响关系。利用有限元软件对疲劳检测系统进行了仿真分析，得出系统工作的主振模态，并对试件和圆环形压电振子进行了谐响应分析，得出以圆环形压电振子为激励源构造的疲劳检测系统具有精度高、运行稳定的特点。5、以圆环形压电振子为核心部件构造了压电振动送料系统，可在共振状态下实现对轻小类物料的推移与输送。建立了该系统双自由度动力学模型，得出系统固有频率和等效质量，进而转化为单自由度系统，得出系统放大倍数、相位角与频率比（圆环形压电振子频率与固有频率比值）之间的关系。推导出了以双圆环形压电振子为激励源和以单圆环形压电振子为激励源送料系统的振幅和动态力的比值。利用有限元软件对共振系统进行了仿真分析，得到了系统多阶振动模态，并确定了共振系统工作时的主振型，同时对料盘进行了谐响应分析，验证了以圆环形压电振子为激励源构造的振动送料系统共振状态下运动稳定。给出了圆环形压电振子激振力所做的功和系统消耗功率的表达式，为振动送料系统耗能量提供了一种计算方法。6、结合圆环形压电振子构造的共振系统研究，试制了疲劳检测系统和振动送料系统的结构样机，分别对两种样机进行了试验研究。对疲劳检测系统的固有频率和动载荷进行了测试，并与理论值进行对比，验证理论分析正确性，分析了不同共振频率和动载荷下圆环形压电振子的结构参数，并以LY12铝合金为试验对象，进行疲劳检测试验，绘制了S-N疲劳曲线；测试了包括驱动信号、结构参数等对振动送料系统性能影响关系，获取了最优结构参数和输送物料质量参数。进行了以双圆环形压电振子为激励源与以单圆环形单振子为激励源的送料系统承载质量与输出力的对比试验。测试振动送料系统消耗的功率，验证了以圆环形压电振子为激励源的振动送料系统耗能低这一优点。