超聲懸浮夾具的基礎(chǔ)性研究.pdf

1、當(dāng)今，在精密加工領(lǐng)域，對(duì)工件或產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求越來越高。例如半導(dǎo)體工業(yè)中的硅片加工，對(duì)表面粗糙度和潔凈度提出了極高的要求。為了避免工件在加工或運(yùn)輸過程中對(duì)表面產(chǎn)生劃痕或污染，尋找一種非接觸的懸浮夾持和運(yùn)輸?shù)姆椒ǎ哂兄匾默F(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文以超聲波近場(chǎng)聲懸浮為研究對(duì)象，探索超聲波懸浮運(yùn)用于精密加工領(lǐng)域的可行性。旨在更深入地發(fā)掘超聲波近場(chǎng)聲懸浮機(jī)理，從而提出一種基于超聲波近場(chǎng)聲懸浮效應(yīng)的非接觸夾具。
　　 本文運(yùn)用近

2、場(chǎng)聲懸浮理論、有限元法、直接邊界元法等相關(guān)理論和分析方法，內(nèi)容主要圍繞近場(chǎng)聲輻射力大小、變幅桿工作表面聲場(chǎng)分布、近場(chǎng)聲懸浮條件以及非接觸夾具設(shè)計(jì)幾個(gè)方面進(jìn)行，主要研究成果是：
　　 1、研究了用于聲場(chǎng)分布的直接邊界元法。采用有限元法對(duì)超聲系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，利用邊界元法計(jì)算了超聲系統(tǒng)輻射聲場(chǎng)，得到了矩形變幅桿的表面聲壓和輻射聲場(chǎng)，并與理論值比較，驗(yàn)證了邊界元法求解輻射聲場(chǎng)的正確性。
　　 2、應(yīng)用聲學(xué)理論，建立

3、了近場(chǎng)輻射聲壓求解模型，推導(dǎo)出圓形懸浮物初始懸浮條件的計(jì)算公式。運(yùn)用有限元與邊界元分析技術(shù)，計(jì)算了懸浮物懸浮條件。以矩形超聲振子為例，利用自行設(shè)計(jì)的懸浮試驗(yàn)裝置，測(cè)試并分析了超聲波近場(chǎng)懸浮物體的條件，理論分析結(jié)果得到了較好的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 3、采用有限元方法，對(duì)超聲波非接觸夾具系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得到了夾持系統(tǒng)的振幅與隨頻率變化規(guī)律。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了非接觸夾具的可行性。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于：