直线式压电超声振动减摩试验机构的研究

分析了超声振动的减摩机理和振型、振幅等因素对减摩作用的影响,认为超声振动使用摩擦面间的实际接触面积显著减小是导致磨擦力显著下降的主要原因。设计制造的直线式超声振动减摩试验机构具有一定的减摩作用,当信号源驱动电压为１６０Ｖ时,超声振中使磨擦系数降低约６３％。     

超声物料输送的微摩擦驱动力实验研究

提出一种沿长度方向突变的变截面直梁压电振子结构,该振子能保证输送工作台面上各质点振幅均匀一致.由于振子具有结构对称性,可在空间上实现两个互相垂直的同阶弯曲模态(近似同频),这两个模态的叠加使工作面上各质点做可更改运动参数的椭圆运动.应用悬臂梁结构研制了一个毫牛最级的微力测试装置,完成输送振子微小摩擦驱动力的测试.对微摩擦驱动力的主要影响因素进行了实验分析.实验结果表明,工作面质点椭圆运动轨迹的长轴在水平面上比在铅垂面上时更有利于物料的超声振动输送.振子振幅增大时,振子对试件的摩擦驱动力也相应增大;当振子两个方向振动的速度相位差从0°～90°增大时,摩擦驱动力呈增大趋势.     

基于压电超声触觉显示的可变摩擦研究

基于超声波润滑机理和挤压膜效应,该文提出了一种新型的压电超声触觉显示分析模型,并进行了理论和实验分析。在高挤压数状态下,推导出挤压力的解析表达式,开展了超声触觉显示分析模型振动特性实验和定性、定量摩擦辨别实验,探究了振动频率和激励电压对摩擦减少的影响,验证了压电超声触觉显示分析模型显著的减摩擦效果,为构建触觉显示剪切力模式提供了理论基础。     

超声振动减摩现象的研究

以超声振动中的摩擦系数变化现象为研究对象，初步分析了产生原因，并设计了超声减摩试验机构，进行了初步的实验研究，其结果与理论分析相符合。     

超声减摩用压电换能器阻抗匹配的试验研究

对超声减摩特性已进行了一些研究，实验结果表明，当超声振动的振幅越大超声振动的减摩性越好。因此，要使减摩效果达到最好，应使压电振子在谐振点附近工作，使其振幅达到最大。该文讨论了压电换能器的各种匹配电路及其匹配关系并进行了相关实验；结果表明，选择合适的匹配方法，能有效提高压电换能器的性能．     

微型压电超声马达定子表面振动特性分析

微型压电超声马达定子表面的振动幅度是难以检测的动态微小量。定子振动状态将直接关系到压电马达的实现与否。首镒分析了采用均分电极结构的微型压电超声行波马达的定子表面的振动振幅。通过影响定子振幅相关因素的分析，表明要获得最佳表面振动效果，压电薄膜与弹性体的厚度必须相匹配。     

超声场下激光熔凝过程中熔池流场分析

建立了超声场下激光熔凝过程中的数值模拟, 采用模拟和实验相结合, 分析了超声作用对熔池流动状态以及熔凝后熔池宏观形貌的影响。结果表明, 未施加超声振动时熔池内部流动主要驱动力是温度梯度引起的表面张力和熔池自身重力引起的回流;施加超声振动时, 熔池的流动状态随着超声振动发生周期性的改变, 熔池内部声压承周期性的变化, 最终使熔池的熔池宽度相对于未施加超声作用时缩减了19.2%, 熔池深度伸展了30.8%, 通过模拟和实验得出, 在熔凝状态下熔池宏观形貌和模拟结果基本符合。     

超声波悬浮能力及其试验研究

研究超声波近场悬浮能力构造超声波轴承,通过近场悬浮特性和压电振子振动模态分析,利用自行设计的悬浮能力试验装置测试得出超声振动对物体具有悬浮能力。这种悬浮能力随振幅增大而增强,由于悬浮间隙的存在,能主动形成动压润滑气膜,减小了物体间的摩擦磨损。     

用于体内碎石的超声振动系统设计

针对常见的超声振动系统难以满足体内碎石对小体积和大振幅的要求,对小体积实现大振幅的超声振动系统的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到单一截面杆的位移方程和应力方程,并通过振动系统的边界条件,推导出超声振动系统的频率方程。根据推导出的频率方程,设计出用于碎石的超声振动系统,对所设计的超声振动系统振动性能进行有限元分析和试验测试,分析和试验结果表明,振动系统谐振频率的设计结果和有限元分析及测试结果的误差均在3%以内,测得碎石振动系统的振幅为25 μm。     

用于体内碎石的超声振动系统设计

针对常见的超声振动系统难以满足体内碎石对小体积和大振幅的要求,对小体积实现大振幅的超声振动系统的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到单一截面杆的位移方程和应力方程,并通过振动系统的边界条件,推导出超声振动系统的频率方程。根据推导出的频率方程,设计出用于碎石的超声振动系统,对所设计的超声振动系统振动性能进行有限元分析和试验测试,分析和试验结果表明,振动系统谐振频率的设计结果和有限元分析及测试结果的误差均在3%以内,测得碎石振动系统的振幅为25μm。     

插入式超声化学反应器的设计与仿真研究

超声辅助水样消解技术实现了水质多参数检测的快速性、准确性,而声化学反应器在超声消解法中起到了关键性作用。从理论方面分析了影响超声波在声化学反应器中能量传播的主要因素是反应器结构和几何尺寸;采用ANSYS软件仿真,设计了一种变幅杆插入式声化学反应器。通过MATLAB软件进行声场仿真分析,与槽式相比,插入式具有降低能量损耗,提高传播效率的优势。设计实验证明,基于插入式化学反应器的超声辅助快速检测方法测得标准邻苯二甲酸氢钾(KHP)溶液的化学需氧量(COD)值同国标法测得的COD值非常接近,准确度在-9.2%~4.4%,且测量重复性好,周期较短。该方法更有利于水质在线检测技术。     

脂肪-肌肉组织超声衰减特性的研究

基于超声脉冲反射原理,对脂肪-肌肉联合体沿纤维不同方向传播时的声速及其衰减规律进行研究。得到了超声波在组织中的衰减系数及声速值。实验结果表明:超声波沿不同纤维传播时,衰减系数和声速有所不同,即顺纤维传播的声速略大于横纤维方向传播,而横纤维方向传播的衰减系数则明显大于顺纤维方向。研究发现衰减系数及声速均具有随水分含量变化的特征,这对提高组织结构辨识能力,研究浅表软组织结构状态变化及临床应用提供实验依据。     

基于单片机的超声波测距仪设计

介绍了一种基于单片机的超声波测距仪的设计。详细给出了超声波测距仪的工作原理、超声波发射电路和接收电路、测温电路、显示电路等硬件设计,以及相应的软件设计。设计中采用升压电路,提高了超声换能器的输出能力;采用红外接收芯片,减少了电路间相互干扰,提高了灵敏度;同时,考虑了环境温度对超声波测距的影响,采用温度传感器,提高了测量精度。该设计试验运行良好,系统结构简单、操作方便、价格低廉,具有广阔的推广前景。     

基于超声多普勒的井下多相流量测量控制系统

本文主要介绍了一种适于油气田开发的井下超声波多普勒流量测量控制系统,该装置系统采用声学多普勒原理,通过控制超声波传感器的一对高精度换能器分别发射和接收超声波信号,并由流量计的硬件系统、TMS320F28335的数据信号处理器获取油管中的多普勒频移,计算出瞬时流量与累计流量,实现对油管中的油、气、水三相流进行实时在线流速测量和总体积流量测量,为生产系统提供一个比较准确的实时流速及总体积流量,以便对系统进行准确的管理及控制。实验证明,测量精度可达2%～3%。     

一种基于单片机的超声测距系统的设计

介绍了一种基于单片机的超声测距系统的工作原理。该系统由接收、发射一体型超声波传感器、发射电路、前置放大电路、滤波电路、AGC、整形电路、单片机处理电路、温度补偿电路、RS 485串口通信电路等组成。系统采用非接触式测量方法,并且具有很好的抗干扰能力。经调试,测量范围在0.2~15 m内时,该系统具有很高的测量精度。     

参量阵扬声器系统的超声发射阵指向性研究

在参量阵扬声器系统中,需采用若干个压电陶瓷超声换能器单元组成换能器发射阵,换能器单元的数目和排列位置会对发射阵的指向性产生影响。通过改变换能器数目及之间的相对距离,模拟了超声发射阵的空间指向性。与实测结果进行了比较,验证了在设计超声发射阵列时,此模拟方法的可靠性和实用性。     

超声波测距声场仿真研究

通过对声场理论模型的研究,利用Matlab软件对声场进行仿真并且给出了可视化的结果,从而使声场的分析大大简化。另外通过控制变量法分别讨论了发射频率以及超声波换能器的尺寸等对声场分布的影响,有利于加深对抽象声场的理解,从而对超声波测距系统进行优化。     

复合型超声马达的数值研究

利用等效电路，对复合型超声马达进行了数值分析．为该型马达的性能分析和设计提供了理论依据．