纵径耦合振动管形振子的特性研究

对纵径耦合振动的管形振子进行了研究,给出了管形振子的频率方程,并利用有限元和边界元软件对管形振子的振动模态和辐射的声场特性进行了分析。对于管形振子,由于振子各部分的振动幅度和相位不同,因而在振子径向位移较大的水平区域声场加强,较小的水平区域声场减弱。通过实验验证了分析结果的正确性。     

基于间接边界元法的管形振子双管布阵优化

在分析管形振子结构及工作模式的基础上,对其在反应器内辐射声场的计算模型进行合理简化,利用间接边界元法计算了单个管形振子的辐射声场,通过实验验证了该计算方法的有效性。以两个管形振子在圆柱形槽中的布阵为例说明了布阵的优化方法。首先利用间接边界元方法计算了该系统的声场,然后以声场中一些平面上的声压平均值作为评价依据,比较了振子间距不同时的声场强弱,并通过观察振子间距不同时的声场分布情况判断声场的均匀性,从而达到优化布阵。实验结果表明该优化方案是可行的,为管形振子的工程应用提供了一定的技术依据。     

两种超声清洗槽中的声场研究

本文对两种超声清洗槽中声场的均匀程度、超声频谱及换能器辐射阻抗进行了研究。一种是由夹心式换能器纵向振动通过清洗槽底向槽中辐射产生的声场,另一种是由夹心式换能器激发矩形薄板产生弯曲振动通过槽底向槽中辐射的声场。     

C6 动态桥路超声功率发生器

Ｃ４超声清洗槽中的驻波声场及其消除方法张镜澄（中国科学院东海研究站上海·２０００３２）通常使用的超声清洗设备多采用单频工作，单频工作会在清洗槽中形成驻波场，在声压波节附近，声压低于空地阈，失去清洗效果，成为“清洗盲区”。若改用调频方式工作，即可克服此...     

基于相似理论对水下复杂壳体的振动和声辐射预报

采用有限元和球函数相结合的方法，建立水下复杂壳体——两端带半球壳的加肋弹性圆柱壳的振动、耦合振动和声辐射方程，运用方程分析法，导出水下复杂壳体的振动、耦合振动和声辐射的相似关系，根据建立的相似关系实现对壳体的振动响应和声辐射的预报。采用大型有限元软件ANSYS对具有相似关系的模型和原型的振动响应和尸场进行分析，算例表明，方法切实可行并且为预报水下大型复杂结构体的振动响应和耦合声场提供了一种简洁、实用的研究方法。     

声振耦合声场分析与结构隔振降噪

以实测某鼓风机组管路振动载荷为激励源,应用ANSYS有限元软件和Virtual Lab声场模拟软件模拟楼板振动所产生的室内声场和声场在不同频率下的声振强弱耦合状态。模拟结果表明,声场在400 Hz以下的区域声振耦合不明显,400 Hz以上存在声振强耦合现象,声振强耦合模型的模拟结果与实测结果比较吻合。通过分析载荷谱和噪声频谱的频带特性,选用常见的阻尼隔振器和中间小质量块组成二级隔振系统,计算系统的振动传递系数,达到理想的隔振降噪效果。     

聚焦超声清洗机的仿真设计与实验研究

目前,超声清洗机通常是将一组换能器排布于平面式清洗槽底部,但用此方法会形成驻波现象,不利于超声清洗。文章提出了一种球面式聚焦超声清洗的方法,与普通超声清洗相比,该方法提高了超声清洗的效率。文章采用有限元COMSOL Multiphysics软件对清洗机内声场进行分析,得到三维模型内声压的分布情况;研制了聚焦超声清洗机,并通过薄膜腐蚀实验验证了清洗机内的声压分布情况;通过对比试验发现,聚焦超声清洗油污的速度比普通超声清洗提高了77.27%。通过薄膜腐蚀实验和超声清洗实验可知,聚焦超声清洗机内声场分布均匀,且声场内存在能量聚焦区域,清洗速率高于普通超声清洗机。     

船舶结构建模及水下振动和辐射噪声预报

船舶动力系统的振动通过壳板向水下辐射的噪声的预报一直是非常关键的问题。船舶的声学设计建立在一体化的概念下，本文基于船体与周围声学流体介质耦合作用，建立了带有浮筏结构的动力装置的整个双层壳体船舶的FEM／BEM数学模型。首先利用有限元软件ANSYS建立了水下船舶结构的振动和声场耦合的模型，计算在模拟动力设备激励下船舶壳板的振动，然后利用边界元软件SYSNOISE，对轻外壳面上的法向声强进行预报。     

基于车桥耦合的高架槽形梁结构噪声影响分析

为了探讨列车通过轨道交通高架槽形梁时诱发的结构噪声,以某拟建30 m轨道交通槽形梁为研究对象,建立车桥耦合系统振动分析模型以及槽形梁结构声辐射有限元/边界元模型。采用多体动力学软件Simpack建立列车的空间动力学模型,采用有限元软件Ansys建立槽形梁有限元模型,基于Simpack和Ansys相结合的联合仿真方法,获取轮轨激振力。在计算列车荷载作用下槽形梁结构振动响应的基础上,采用有限元-间接边界元耦合声学分析法,探讨底板厚度以及腹板高度对槽形梁结构噪声的影响。研究结果表明:底板厚度的增加可以降低槽形梁梁体正下方的结构噪声,但并非越厚越好,底板厚度对结构远声场有一定程度的影响,但降噪效果不明显;腹板高度的变化使槽形梁结构噪声辐射衰减方向有所改变,桥梁腹板两侧噪声辐射衰减速度较快;桥梁底板正上方的结构辐射噪声最强区域有缩小趋势;分析结果可为轨道交通槽形梁结构减振降噪优化设计提供一定的理论参考依据。     

基于SYSNOISE的建筑模板耦合振动及声辐射特性研究

基于有限元和边界元理论的结合，利用大型有限元分析软件ANSYS和声振分析软件SYSNOISE，建立了重流体介质与半封闭结构的耦合振动声辐射模态分析模型，并采用结构有限元和流体有限元相结合，以建筑圆柱钢模板的振动声辐射为例进行模态分析、振动响应以及声辐射特性分析，得到了在流体加载下模板的耦合模态振型、结构的节点位移、结构能量等等。还利用CAE软件结果的可移植性，考虑了半封闭加筋圆柱结构内外分布不同介质时，实现了双边耦合振动声辐射分析求解。这一求解方法的实现对今后该类振动声辐射分析提供了重要的参考。     

网格对超声清洗槽内声场的影响

用网篮盛放待清洗工件是最常用的一种清洗方法,影响清洗效果的一个关键因素是清洗槽内的声场分布,而网篮的存在会影响超声清洗槽内声场的分布。从实用的角度研究了清洗网篮对超声清洗槽内声场的影响。在用驻波场理论对清洗槽内声场分布情况进行分析之后．实验上用水听器法和染色法分别测量了放人网格前后超声清洗槽内声场的分布特点。结果表明,当丝径远小于1／4波长时,网格的存在对声场分布的影响很小,只是引起声波传播能量不同程度的衰减。这项研究对使用清洗网篮的超声清洗具有一定的参考价值。     

New type of linear ultrasonic actuator based on a plate-shaped vibrator with triangular grooves

This paper presents a new type of linear ultrasonic actuator that can drive a slide by ultrasound. The ultrasonic actuator consists of a metal plate with uniform triangular grooves, multilayer piezoelectric vibrator, and supporting structure. The multilayer piezoelectric vibrator is used to excite a flexural vibration in the metal plate that is adjusted to lie horizontally. When the metal plate vibrates, a glass slide on it is levitated in the vertical direction and linearly driven along the length direction. Experimental characteristics of the prototype are presented here. This is the first report case of using the sound field that is generated by a grooved metal plate, to drive a slide levitated by acoustic radiation force.     

High-frequency ultrasonic cleaning tank utilizing oblique incidence

Transmission characteristics of a double-structured tank, used for high-frequency (1 MHz range) ultrasonic cleaning of semiconductor wafers and substrates, were improved by utilizing oblique incidence of ultrasonic waves. As the sound transmittivity through a plate in water varies with the angle of incidence, the bottom of the Pyrex glass inner container was slanted at the angle where strong transmission occurred. In the slant-bottom container, an intensive and uniform sound pressure distribution was measured with a polyvinylidene fluoride (PVDF) hydrophone probe. In comparison with the conventional horizontal-bottom container, it was shown that the distributions as well as amplitude of sound pressure were remarkably improved by slanting the bottom of the inner container at the proper angle     

超声波声压测试仪的研制

以驻极体传声器为超声波传感器,研制出超声波声压测试仪;实验表明,采用该测试仪测量水下超声波声压相对值,数据可靠;该测试仪主要应用于超声清洗设备清洗液中的声场分布的测量,以及超声波清洗设备制造时匹配电感的选取、超声发生器谐振频率调整过程中声场强度的测量。     

Finite Element Evaluation of Acoustic Energy Penetration of Partially Submerged Tube Bundles

In this paper, the finite element software ANSYS is used to model ultrasonic waves propagating through a liquid volume containing partially submerged tubes. An immersible transducer is used to generate the waves. The goal of the investigation is to find an appropriate excitation frequency in order to perform ultrasonic cleaning of the tubes. Modal analysis of the coupled tubes–liquid system is conducted to evaluate the dynamic behavior of the tube structures under ultrasonic wave excitations. The frequency at which the acoustic waves efficiently penetrate the tube array with least energy loss and least deformation to tube structures is obtained, and will be used to probe the capability and the potential of utilizing ultrasonic energy as a non-destructive technique for cleaning tube bundles.     

超声波清洗在替代ODS清洗工艺技术中的独特作用

文章通过分析超声清洗技术的原理、特点及其所具有的环保优势，并将超声清洗技术与其它清洗技术进行对比，阐述了超声波清洗在替代ODS清洗工艺技术中的独特作用；通过分析影响超声清洗效果的主要因素，如超声的声强、频率和声场分布，清洗液的粘滞系数、表面张力和流动性，清洗介质的理化性质与清洗能力等，提出了确定超声空化强度和选择清洗介质的基本原则；介绍了超声清洗方式的分类与选择，以及用超声清洗技术替代ODS清洗技术时应该注意的一些问题，指出大功率超声参量与清洗介质物理化学性能参量之间的相互作用对清洗效果有着重要的影响。     

Quantum oscillations in magnetoacoustic attenuation of degenerate piezoelectric semiconductors

Effects of parabolic and nonparabolic band structures on ultrasonic waves propagating at an angle relative to the direction of a dc magnetic fieldB in a degenerate semiconductor such as n-type InSb are investigated by using a quantum treatment which is valid at high frequencies and in strong magnetic fields. The interaction of conduction electrons with ultrasonic waves is via deformation-potential and piezoelectric couplings. It is found that the absorption coefficient and change in sound velocity oscillate with the dc magnetic field when ultrasonic waves propagate along the dc magnetic field for both parabolic and nonparabolic band structures. However, when the angle is different from zero, the absorption coefficient and change in sound velocity for the parabolic band structure do not oscillate with the magnetic field, due to the reduction of the component of the sound wave vector along the magnetic field, and those for the nonparabolic band structure will still oscillate with the magnetic field, due to the nonlinear effect of the energy eigenvalue equation.Partially supported by National Council of China in Taiwan.