复频超声换能器的研究

研究了一种具有多个共振频率的功率超声换能器，即复频超声换能器。换能器由一个纵向振动夹心式压电超声振子和一个弯曲振动薄圆盘复合而成。给出了换能器的理论共振频率方程，对实际制作的换能器的共振频率，等效电阻抗及有效机电耦合系数进行了实验测试，并对换能器的大功率工作性能进行了定性的测量及观察。实验结果表明，给出的换能器可以在不同的振动模式上工作，因此具有许多共振频率，且对应换能器不同的共振频率，换能器的等     

压电陶瓷圆环与金属圆环复合振动系统的径向振动

对由压电陶瓷圆环与金属圆环组成的复合振动系统的径向振动特性进行了研究。首先分析了压电陶瓷圆环和金属圆环的径向振动,推出了其各自的机电等效电路。在此基础上,得出了压电陶瓷圆环与金属圆环复合振动系统的机电等效电路及其共振频率方程。探讨了系统的共振及反共振频率、有效机电耦合系数与其几何尺寸之间的关系。研究表明,当复合振动系统的壁厚比增大时,其共振及反共振频率升高。对于换能器的第一阶径向振动,其有效机电耦合系数随壁厚比的增大而单调减小;对于换能器的第二阶径向振动,其有效机电耦合系数随壁厚比的增大会出现一个极大值,而且,在一定的壁厚比范围内,换能器第二阶径向振动的有效机电耦合系数大于第一阶径向振动的有效机电耦合系数,这一规律与传统的有关压电换能器的分析理论及结果是有所不同的。     

超声导波压电换能器的优化设计

换能器性能直接关系着超声导波的激励特性。因此性能优良、一致的换能器是超声导波检测技术的核心。本文从压电元件、背衬材料、保护膜、换能器外型等多方面进行综合分析,提出性能优良的压电导波换能器的设计方案。     

夹心式复频功率超声压电换能器及其电端匹配电路的研究

本文研究了夹心式复频功率超声压电换能器的理论设计及其电端匹配电路.探讨了换能器的电端电抗元件对换能器振动性能的影响,并提出了一种利用电抗元件改变换能器不同振动模式共振频率的方法.所得结果可用于复频换能器匹配电路的设计及换能器不同振动模式共振频率的调节.     

指数型纵—扭复合模式超声换能器研究

纵-扭复合模式夹心式压电超声换能器是超声马达、超声加工等应用技术中的重要组成部分.本文研究的复合模式换能器由圆柱型金属后盖板、指数型金属前盖板及轴向极化和切向极化的二组压电陶瓷晶堆组成.导出了换能器中纵向振动与扭转振动模式的共振频率方程.并得出了两种振动同频共振的条件.实验表明.换能器的测试频率与设计频率符合很好.且换能器的纵向共振频率与扭转共振频率基本一致.     

用于声化学的复合换能器的研究

设计了一种夹心式纵弯复合振动模式超声换能器,该换能器由纵向夹心式压电超声换能器与弯曲正六边形薄板组成。采用有限元方法,对一定几何尺寸边界自由的正六边形薄板进行模态分析,得到中心位移最大的某一模态,设计以该模态的频率作为共振频率的纵弯复合模式换能器。当复合振动系统振动模式的共振频率与纵向换能器的共振频率以及正六边形薄板弯曲振动的共振频率一致时,复合振动系统具有较高的有效机电耦和系数,系统声辐射能力较强;频率的理论与测量值的误差可能是设计纵向换能器时未考虑预应力螺栓、前后盖板的形状以及横向振动的影响,材料参数的取值与实际值有误差。弯曲振动的正六边形薄板的几何尺寸大,将会增大复合振动系统声波的辐射面积,因此可以改善局部空化腐蚀问题,并且可以提高槽内声场的均匀性,从而可以提高声化学产率;实验结果表明,换能器的共振频率测试值与设计值基本吻合。     

纵—弯复合模式超声换能器的研究

研究了一种新型的纵-弯复合振动模式超声换能器,该换能器由均匀截面细棒及两组不同结构的压电陶瓷元件组成.导出了此类换能器的频率设计方程.实验表明,纵向共振频率与弯曲振动共振频率基本一致,且实测值与设计值比较符合.     

纵向振子与圆盘组成的弯曲振动超声换能器的研究

用等效电路法研究了由纵向振动直棒与弯曲振动固盘组成的复合系统的共振频率及振动模式设计制作了几个具有弯曲振动圆盘的超声换能器,实测了它们的共振频率及振动位移分布。结果表明,实测值与设计值比较接近。本法计算简单,在此类换能器的实际设计中,具有一定的应用价值。     

压电复合材料换能器耦合振动特性研究

本文建立了针对压电复合材料的压电复合换能器耦合振动有限元模型,采用有限元方法研究了压电复合材料类型对换能器振动模态与共振频率的影响,并对换能器共振频率与压电复合材料结构几何尺寸之间的关系进行研究。结果表明:压电复合材料类型不同,换能器的振动模态振型会发生改变,并且其前两阶共振频率差值会因压电复合材料的基体材料的杨氏模量和泊松比的不同而发生变化,即共振频率差值随着基体材料杨氏模量的增大而增大,但随着泊松比的增大而减小;而且共振频率与压电复合材料的结构几何尺寸有关,即随着压电复合材料厚度的增大,换能器的纵向振动频率与弯曲振动频率都会逐渐减少,但两频率之间的间距是逐渐拉大的。     

超声功率标准换能器铌酸锂压电晶片的设计研究

本文探讨了设计合适的铌酸锂压电晶片以研制高频高效的超声功率标准换能器,该换能器用于毫瓦级超声功率国家基准.论文分析铌酸锂各种切型的压电性能并选择最优切型用于研制标准换能器,给出晶片自由振动时的等效电阻抗和集总参数等效电路,以及晶片厚度和共振频率的关系.用所设计晶片研制出共振频率为18.5MHz的标准换能器,其辐射声导值...     

反共振频率的灵敏度分析及应用

提出了反共振频率灵敏度概念，阐述了对反共振频率进行修改的工程应用价值，将以共振频率问题化为求实一般矩阵广义特征值问题，在此基础上推导出反共振频率的灵敏度计算公式，并提出了用反振频率灵敏度分析理论对结构反共振频率进行修改的方法，算例证明该方法是切实可行的。     

B5 —种具有多共振频率的功率超声换能器

Ｂ５—神具有多共振频率的功率超声换能器林书玉，张福成，郭孝武（陕西师范大学应用声学研究所西安·７１００６２）本文研究了一种具有多个共振频率的功率超声换能器。该换能器由一夹心式振子及一个弯曲振动薄圆盘组成，夹心式振子产生的纵向振动通过模式转换变成圆盘的...     

气介式功率超声复合换能器的声辐射特性研究

本文对气介式功率超声复合换能器的辐射声场进行了理论计算并与实验结果进行了对比。该复合换能器由夹心式纵向振动半波长换能器及弯曲振动的薄圆盘组成。从理论上推出了弯曲振动辐射圆盘在不同边界条件下的辐射声场分布及其共振频率方程。理论分析结果表明,固定边界弯曲振动圆盘辐射声场的指向性最佳,并且指向性的理论计算结果与实验结果符合很好。     

船体梁振动的反共振频率配置设计

基于船舶主机等主要激励,计算得到了船体梁的反共振频率,并提出了一种基于反共振频率配置的船体振动设计方法。该方法可将激励频率设置为反共振频率,通过对结构刚度修改或质量修改,使得船体的上层建筑或桅杆等重要部位在该反共振频率下振动响应为零,并可明显减小该频率下船体的振动响应。数值算例验证了所提出的反共振频率配置设计方法的有效性。     

切向极化压电陶瓷细长圆棒的扭转振动研究

利用压电材料的压电及运动方程，本文研究了切向极化压电陶瓷细长棒的扭转振动，分析了扭转振动压电陶瓷细棒中扭转角及扭矩的分布规律，推出了扭转振动压电陶瓷振子的机电等效电路，并得出了振子的共振及反共振频率方程，为扭转振动超声换能器的设计及计算奠定了一定的理论基础。     

A3夹心式压电超声扭转换能器的研制

本文对夹心式压电超声扭转振动换能器进行了理论及实验研究，得出了对称型扭转振动夹心换能器的共振频率设计方程，给出了频率方程式中一些主要的物理量的具体表达式。在此基础上，实际设计并制作了一个夹心扭转振动换能器，并对其所有的电声参数进行了测试     

一种具有多工具头的超声换能振动系统

研究了一种新的超声波振动打孔系统.该系统由超声换能器、变幅杆、弯曲振动棒以及多工具头组成.与传统的单工具头超声波打孔装置相比.多工具头打孔装置具有工作效率高、换能器发热小等优点.文中给出了振动系统各部分的频率设计公式以及整体共振频率的计算公式.实验表明,振动系统各部分共振频率的设计值与测量值基本符合.多工具头超声振动系统的实用工作性能比较理想.     

OTL开关模式晶体管功率超声振荡器

本文介绍一种用于燃油掺水乳化处理的OTL开关模式晶体管功率超声振荡器。借助于LC选频回路实现系统相位校正,调整简便,频率跟踪可靠。此外,还讨论了以压电换能器为负载的D类功放电路的效率及其跟换能器的匹配方法。一、前言 近年来,功率超声技术在燃油掺水乳化处理中得到广泛应用。其中用电超声法制备的乳化油具有颗粒细小均匀(直径通常在1～2微米)、稳定时间长等特点、但乳化过程中因空化引起负载变化、换能器发热等因素的影响,带变幅杆的压电陶瓷换能器的共振频率会发生漂移(约为1%[1])。如果换能器共振频率f0=20KHZ,有载机械品质因数…     

A3 夹心式压电超声扭转换能器的研制

本文对夹心式压电超声扭转振动换能器进行了理论及实验研究，得出了对称型扭转振动夹心换能器的共振频率设计方程，给出了频率方程式中一些主要的物理量的具体表达式，在此基础上，实际设计提供制作了一个夹心扭转振动换能器，并对其所有的电声参数进行了测试。     

多激励下结构反共振频率的计算和配置

反共振频率是指结构在激励力作用下，某个自由度的振动响应为零的频率，其在结构的局部振动控制中具有重要意义。提出了一种结构在多激励作用下反共振频率的计算方法，并基于该计算方法和部分特征结构配置方法实现了结构在多激励作用下反共振频率的配置。基于结构的质量阵、刚度阵和激励力向量构造出一个线性矩阵，该矩阵的特征值即为多激励作用下结构的反共振频率。分别以线性面载荷激励的矩形板和多个激励下的弹簧质量系统为例，计算了反共振频率，并使用质量阵/刚度阵修改方法和附加简单振子方法配置了结构的反共振频率。数值结果验证了计算方法和配置方法的准确性。