大截面超聲變幅桿振動(dòng)特性研究及設(shè)計(jì)軟件開發(fā).pdf

1、功率超聲在工業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也隨之產(chǎn)生了對(duì)功率更大、聲強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)的振動(dòng)能量，因此對(duì)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(shí)以及有限元分析的基本原理。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)有限元分析軟件ANSYS對(duì)縱向超聲變幅桿進(jìn)行了振動(dòng)特性分析，研究了變幅桿的大端直徑、變幅桿長(zhǎng)度、大小端面直徑比對(duì)大端面

2、振幅分布的影響，并對(duì)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(diǎn)位置，橫向振動(dòng)分布等進(jìn)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(diǎn)位置等與傳統(tǒng)的一維設(shè)計(jì)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(yàn)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(cè)量值，因此利用ANSYS軟件來(lái)設(shè)計(jì)大截面變幅桿可有效減小諧振參數(shù)設(shè)計(jì)誤差。 從方便變幅桿設(shè)計(jì)人員的角度出發(fā)