超聲復(fù)合場聚焦性能及輸運(yùn)方法研究.pdf

1、20世紀(jì)以來，隨著機(jī)械加工技術(shù)的迅速發(fā)展，新型特種加工方法應(yīng)運(yùn)而生。特種加工方法相對于傳統(tǒng)加工方法有很多的優(yōu)點(diǎn)，不僅解決了傳統(tǒng)方法難以解決的問題，而且在精密度、復(fù)雜度上都有了明顯的提升，因此對于新型特種加工方法的研究是非常有必要的。本文首次提出了超聲駐波與超聲聚焦復(fù)合場定位理論和加工技術(shù)這種新型特種加工方法，該方法通過超聲駐波場建立加工的無容器懸浮環(huán)境，以超聲波為主導(dǎo)能量，運(yùn)用超聲陣列相位調(diào)制聚焦技術(shù)，對被懸浮坯料進(jìn)行點(diǎn)蝕切割分離，最后

2、利用超聲駐波和超聲聚焦復(fù)合場的力學(xué)特性將被“切割”下的微小廢料運(yùn)離被加工對象來完成加工。
　　為了研究其相關(guān)機(jī)理，本文首先討論了小球體在超聲駐波場中的受力，建立運(yùn)動(dòng)方程后分析小球體的受力運(yùn)動(dòng)情況。然后研究了超聲相控陣的延時(shí)聚焦原理，并通過Matlab模擬了超聲相控聚焦聲場，分析了影響聚焦性能的因素。最后通過對超聲復(fù)合場中的小球體進(jìn)行力學(xué)分析，闡述了超聲復(fù)合場的輸運(yùn)方法。本文主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　1.根據(jù)超聲駐波的原理

3、，通過對駐波場中小球體的受力建立方程，得出小球體在駐波中的懸浮位置有一個(gè)穩(wěn)定懸浮位置和不穩(wěn)定懸浮位置。建立了駐波場中小球體的運(yùn)動(dòng)方程，通過仿真了小球體在駐波中的運(yùn)動(dòng)，得出超聲頻率、聲壓幅值、小球體的密度對其運(yùn)動(dòng)均有影響。通過提高頻率和聲壓幅值能縮短小球體到平衡位置的時(shí)間，小球體密度越小到達(dá)平衡位置的時(shí)間越短。
　　2.對相控陣聚焦的聲場分布情況進(jìn)行了仿真，分析影響聚焦性能的因素得知，適當(dāng)?shù)卦黾雨囋獋€(gè)數(shù)，加大陣元間距，提高發(fā)射頻的情