大截面超聲變幅桿振動特性研究及設(shè)計軟件開發(fā).pdf

1、功率超聲在工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，也隨之產(chǎn)生了對功率更大、聲強更高的超聲源的需求。超聲變幅桿是功率超聲設(shè)備中的關(guān)鍵部件，它起著增大聲強和阻抗匹配的作用。大截面變幅桿能夠傳輸更大功率更高聲強的振動能量，因此對這類變幅桿的研究成為迫切需要。 本文首先深入闡述了變幅桿的相關(guān)知識以及有限元分析的基本原理。在此基礎(chǔ)上，通過有限元分析軟件ANSYS對縱向超聲變幅桿進行了振動特性分析，研究了變幅桿的大端直徑、變幅桿長度、大小端面直徑比對大端面

2、振幅分布的影響，并對大截面變幅桿的諧振頻率、振幅放大系數(shù)、變幅桿的波節(jié)點位置，橫向振動分布等進行了分析研究，總結(jié)了相關(guān)的變化規(guī)律。分析結(jié)果表明大截面變幅桿的許多性能參數(shù)，還有波節(jié)點位置等與傳統(tǒng)的一維設(shè)計理論推導(dǎo)的結(jié)果存在很大差別。而且這種差別隨著截面的增大越發(fā)明顯。試驗表明使用有限元軟件分析的結(jié)果比傳統(tǒng)方法得到的結(jié)果更接近測量值，因此利用ANSYS軟件來設(shè)計大截面變幅桿可有效減小諧振參數(shù)設(shè)計誤差。 從方便變幅桿設(shè)計人員的角度出發(fā)