彈性圓柱體在醫(yī)用超聲換能器聲疊層粘壓中的應(yīng)用.pdf

1、聲疊層是醫(yī)用超聲換能器的關(guān)鍵元器件，他的狀態(tài)決定了產(chǎn)品的最終性能優(yōu)劣。目前聲疊層的制作主要由粘壓和沉積法兩種。粘壓法工藝簡單，成本低，但不適合高頻探頭[1]的較薄的聲疊層制作。沉積法設(shè)備價格高，污染大，而且還需要后續(xù)工序。本文針對粘壓法存在的理論和生產(chǎn)缺陷，提出采用圓柱彈性體作為施壓的壓塊來進(jìn)行聲疊層粘壓，通過改進(jìn)彈性圓柱體結(jié)構(gòu)的方法使粘接應(yīng)力保持均勻。論文主要研究內(nèi)容如下：
　　1.彈性圓柱體非線性本構(gòu)模型實驗選取。通過賦予實驗

2、樣品不同的本構(gòu)模型，對硅橡膠非線性變形情況下的應(yīng)力應(yīng)變特性進(jìn)行了實驗對比研究，并根據(jù)仿真結(jié)果對Mooney-Rivlin模型在硅橡膠非線性大變形中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
　　2.硅橡膠Mooney-Rivlin本構(gòu)模型常量參數(shù)校正。為了校正Mooney-Rivlin模型的兩個常量參數(shù)，推導(dǎo)出Mooney-Rivlin模型參數(shù)與硬度之間的關(guān)系；搭建壓力-位移測試實驗臺，測量多組壓力情況下硅橡膠圓柱體的變形量。并根據(jù)實驗壓力條件下圓柱體的

3、變形規(guī)律對數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，實現(xiàn)Mooney-Rivlin本構(gòu)模型參數(shù)的校正。利用修正后的參數(shù)進(jìn)行有限元仿真，并將仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
　　3.聲疊層粘接模具壓塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計了彈性圓柱體初步結(jié)構(gòu)模型，并利用有限元仿真軟件對模型進(jìn)行了仿真分析。通過比較模型應(yīng)力分布情況進(jìn)行了方案優(yōu)選，并對初選方案進(jìn)行了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化，使擠壓過程中聲疊層粘接模具壓塊保持壓力恒定。
　　論文研究結(jié)果表明，Mooney-Rivlin本構(gòu)模型適