塑料焊接超声振动系统的力负载对其电端阻抗的影响

本文用实验方法研究超声塑料焊接设备中超声振动系统（包括换能器、变幅杆和焊头）力负载变化对电端阻抗的影响。实验时采用不同的被焊材料及施加不同的静压力来改变振动系统的力负载阻抗。实验结果表明，在适当的工作条件下，超声振动系统电端阻抗随力负载阻抗的增加而减少，这一特性可用于超声时接设备中的输出功率自动调节。     

锁相环跟踪超声振动系统谐振频率的改进

锁相式频率跟踪超声发生器的频率跟踪范围较小且易出现死锁现象,通常要人为重新启动,系统才能恢复跟踪状态,在应用时会带来麻烦。根据超声振动系统的等效电路研究其阻抗特性,并通过实验绘制换能器特性曲线,分析应用CD4046跟踪串联谐振频率容易造成死锁的具体原因,提出带解锁的频率跟踪系统的方案。实验结果表明此方案有较大的跟踪调节范围与较强的适应负载变化的能力,对超声发生器的具体应用有一定的参考意义。     

超声研齿声学系统的非谐振设计与验证

在螺旋锥齿轮超声加工领域,为了提高齿轮研磨的均匀性和齿面上材料的去除效率,提出了由非谐振负载锥齿轮组成的超声研齿声学系统的设计方法。根据螺旋锥齿轮的结构特点,将齿轮简化成以节锥线为母线的圆锥台,并与换能器和变幅杆相结合构成声学系统模型。在超声波传播原理和质点机械振动理论的基础上,通过振动耦合的速度和内力连续条件,以及边界条件建立声学系统的振动频率方程,进而确定满足谐振频率和振动模态的声学系统形状尺寸参数。利用有限元方法对整体声学系统进行模态和谐响应分析,得到其在纵向谐振频率16.072kHz激励下输出振幅达到7.08μm。最后进行了螺旋锥齿轮的超声研磨和传统研磨对比实验,结果表明超声研齿工艺具有明显的技术优势,这为超声加工在螺旋锥齿轮精密制造中的应用提供了一定的理论与实验基础。     

石英晶体负载谐振频率的计算法测量研究

石英晶体负载谐振频率是石英晶体测试参数中的一个重要指标,其测试方法主要有三种,模拟测试法、实体电容法以及计算法.针对石英晶体负载谐振频率的计算法测量进行了理论分析与研究,同时,在IEC-444标准所规定的测量石英晶体电参数的方法-π网络零相位法的基础上,设计了适用于计算法测量负载谐振频率的测量系统,实验表明,在1 MHz～125 MHz的频率范围内,通过该系统由计算法测量得到的石英晶体负载谐振频率的精度能达到±3×10-6,能够满足工业生产的要求.     

超声频率对碳纳米管结构及其负载PtRu催化剂催化活性的影响

在浓硝酸和浓硫酸混合液中,采用频率分别为25、40、60和80kHz的超声波对碳纳米管(CNTs)进行官能团化处理,运用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FT-IR)、热重分析(TG)等手段,考察了超声处理对碳纳米管晶相结构、表面基团、含氧基团含量的影响.以不同超声频率处理的碳纳米管作为载体,制备了一系列碳纳米管负载PtRu催化剂,并用X射线衍射技术对催化剂的晶体结构进行了表征.采用循环伏安法(CV)测试了催化剂对甲醇电氧化反应的催化活性.结果表明,采用超声频率为60Hz处理的碳纳米管具有较高的含氧基团含量,用其作为载体制备的PtRu/CNTs60催化剂具有最佳的甲醇电氧化催化活性.     

激励功率对微机械谐振梁谐振频率的影响

对谐振式微机械传感器的敏感元件——微机械谐振梁的谐振频率特性进行了详细的实验研究,并从理论上分析了激励功率对谐振频率的影响．实验结果表明,谐振频率随着激励功率的增加而近似线性减小,当激励功率从1．1mW提高到10．1mW时,谐振梁的谐振频率降低了1．609kHz,灵敏度为0．179kHz／mW．实验结论与理论分析的结果基本一致．若要使激励功率对谐振频率的影响减小,则要求降低激励功率并减小梁的长度,增大梁的厚度和宽度．上述研究结论对优化谐振式微机械传感器敏感元件结构尺寸的设计有指导意义．     

石英晶体元件负载谐振频率测量技术的研究

在分析与对比三种测量石英晶体元件负载谐振频率方法的基础上,设计适用于测量法的π网络与整个测量系统,采用自动网络分析仪测量晶体的阻抗,采用测量法测出负载谐振频率.实验表明,在1 MHz～200MHz频率范围内,系统对负载谐振频率重复测量一致性能达到士1×10-6以内,在30 MHz～200MHz频段,测量误差达到士2×10-6以内.     

缓冲器对热声机谐振频率的影响

介绍了用于计算流体管路谐振频率的流体阻抗法,并对几种带有典型缓冲器布置形式的热声机的谐振频率进行了计算,最后讨论了缓冲器对谐振频率的影响。     

热声发动机径向尺寸对谐振频率的影响

频率是热声系统中最为关键的参数,小型化面临的问题是系统运行频率升高,粘性阻力损失增加。对频率展开研究的结果是谐振管的径向尺寸对热声发动机的谐振频率影响很大,通过调节谐振管的径向尺寸,可以大大降低整机的谐振频率,对于指导热声斯特林发动机的小型化具有重要的指导意义。据此得到的计算结果与实验研究的结果验证了这种方法是十分有效的,可以达到降低系统谐振频率30%以上。     

填料物性对热声器件谐振频率的影响

利用热声网络理论,对热声器件谐振频率进行了分析计算,揭示了热声器件的谐振频率与其填料物性的关系,利用数值计算分析了填料物性对热声器件谐振频率的影响.结论表明在声压一定的情况下,热声器件谐振频率分别随着其填料物性:横截面积、比定压热容以及密度的增大而增大;随着声压的增大,谐振频率分别随填料的横截面积、比定压热容以及密度的增大而增大得更快.     

超声珩磨声学系统关键技术研究

超声珩磨具有珩磨力小、油石不易堵塞等普通珩磨所没有的优点。本文研究了超声珩磨工作原理以及声学系统的实现方法。提出了珩磨杆、珩磨头体均不振动的设计思想，分析计算了中心有圆柱孔的压电换能器和变幅杆，以及弯曲振动圆盘等关键部分。     

残余应力对RF MEMS开关谐振频率偏移的影响

由沉积工艺产生的残余应力对RF MEMS开关的动态特性有重要影响。利用变量分离法推导出桥模式RF MEMS开关的频率方程组。给出二分法求解频率方程的流程图,并进行实例计算。计算结果表明,残余应力引起的频率偏移随着t/L的减小而增加;残余应力与频率偏移之间呈现出明显的非线性特性。     

非连续边界层对圆柱声学共鸣频率的影响研究

基于声学一阶微扰理论,建立了低压下由于气 固界面的温度阶跃和速度滑移带来的边界层不连续性对圆柱声学共鸣频率的扰动规律,进一步发展了圆柱声学共振频率的非连续边界层修正模型,计算了非连续边界层对4种惰性气体、不同声学模式和不同压力及温度的影响。分析研究显示,气体处于低压状态时,温度阶跃和速度滑移会使声学共振频率发生偏移,不引入声能损耗。在50 kPa时,非连续边界层对声学共鸣频率的影响可达10×10^-6,表明非连续边界层修正项对于10^-6不确定度水平的尖端声学共鸣测量,是一个重要的不确定性来源。     

静电力非线性对双检测微陀螺谐振频率及灵敏度稳定性的影响

为探究如何避免静电力非线性的影响或利用高电压下的静电力非线性和微梁几何非线性对冲以实现高稳定性和高灵敏度微陀螺的设计。考虑边缘效应下的静电力非线性和刚度立方非线性同时存在时,结构参数对双检测微陀螺动力学性能的影响规律;研究表明,梳齿未交叠长度越小,直流偏置电压越大,则共振频率偏移量越大,静电力的软化效果也越显著;梳齿未交叠长度存在一阀值,大于此值时静电力非线性弱化为零且对幅值的影响存在饱和现象,利用此特性可保持灵敏度的稳定性。通过微梁几何非线性的设计和控制调节驱动刚度非线性导致的硬化特性来平衡静电力带来的软化特征,使幅频曲线呈现理想的线性状态,避免了因硬化、软化特性造成的频率失稳和振幅跳跃现象的发生,同时也获得了较高的灵敏度和稳定性。     

小型甘蔗收获机切割器振动对切割力的影响

针对小型甘蔗收获机切割器振动导致破头率高的问题,通过设计不平衡质量块构建切割器的激振源,模拟切割器的动不平衡,实现了刀盘的可控振动,并通过力学计算、仿真验证了试验的可行性。通过仿真及物理试验平台砍蔗试验,探究了刀盘振动对切割力,以及切割力对宿根切割质量的影响关系及作用机理。仿真表明,当切割力最大时,轴向切割力约占总切割力的92.6%;试验表明,振动对切割力影响显著,在1.02~1.20 mm振幅范围内切割力呈线性上升趋势;轴向切割力与宿根切割质量的相关系数为0.91~0.95,刀盘振动对甘蔗宿根切割质量的影响主要是通过轴向切割力的作用来实现的。     

基于变频器频率的连铸机定尺切割系统

介绍根据采集到的变频器频率计算出铸坯长度并实现自动定尺切割的方法,此方法在转炉炼钢厂2号连铸机自动定尺切割中的应用,将原有的碰球系统彻底淘汰,实现了精确控制,降低了成本和维护强度。     

治疗超声系统换能器阻抗及驱动功率测量技术

换能器是治疗超声系统的核心部件之一,其阻抗和驱动功率关系到治疗超声的安全性和有效性。文章研制出一种基于电压-电流转换电路和数据采集卡的测量装置。使用该装置测量频率为1.36 MHz和3 MHz换能器在不同幅度信号驱动下的阻抗、相位角和功率。该装置的测量结果与采用电压、电流探头及功率组件的示波器方法和商用功率计方法的测量结果进行了对比,表明本装置测量阻抗模相对误差在±2Ω以内,阻抗角相对误差在±2°以内,测量入射功率和有功功率误差小于5%。结果证明了用该装置实时测量换能器阻抗和驱动功率的可行性。     

《基座阻抗对浮筏系统的影响》

在浮筏系统中的基座和下层隔振器间增加阻抗变换器,以改变基座的阻抗特性,改变从激励到壳体的传递特性,使整个系统中与激励频率相近、并和舱段壳体振动相关的固有频率和激励频率错开。首先将经典的两单自由度系统的刚性基础用弹性基础取代,并在隔振系统和壳体之间插入可变阻抗的基座,通过改变基座的阻抗特性,改变传入到基座和壳体的功率流的频率特性。在此基础上,进一步针对复杂浮筏系统,研究基座阻抗的变化在各个频率段对传入基座功率流的影响,并对阻抗变换器参数进行优化。为浮筏系统中弹性基座的参数设计提供理论依据。