镶拼式复合压电超声换能器的径向振动特性

对一种镶拼式复合压电超声换能器的径向振动特性进行分析。该镶拼式复合压电超声换能器由弹性内芯、矩形压电陶瓷晶堆环组及金属预应力管径向复合而成。采用压电陶瓷晶堆,可大幅提高换能器的功率容量及有效机电耦合系数。依据机电类比原理,得出换能器的机电等效电路和共振频率方程;探讨换能器的第1、2阶共振和反共振频率及机电耦合系数与其几何尺寸之间的关系,并进行有限元仿真分析和试验测试。研究表明,换能器第1阶径向共振及反共振频率随其内芯内径及预应力管外径增大而降低;第2阶共振频率随内芯内径增大存在极小值,但随预应力管外径增大而下降,并且第2阶共振模式的有效机电耦合系数较高。对换能器共振频率的测试和仿真表明,理论与试验及仿真结果相符合。     

高效压电陶瓷加工原理探讨

针对波导管等特殊管状物体内壁的加工,提出了内腔压电超声换能推挤原理,采用了具有频率自动跟踪系统的超声波发生器,自行设计了用于管内腔超声推挤的压电陶瓷换能器,并设计给出了变幅杆--推刀振动子系统的谐振频率、位移节点、放大倍数等计算公式,测出了声学系统的电导--电纳特性,并进行了工艺试验,探讨了超声推挤过程.     

功率超声换能器导纳特性检测及电端匹配研究

提出了一种利用计算机检测功率超声换能器导纳特性的实验方法，并利用导纳圆法精确、快速地测量超声换能器的谐振点、谐振带宽及其他等效电路参数，在此基础上确定超声换能器的最佳工作点和电端匹配的电感值，使匹配后的换能器获得最大效率，同时输出阻抗最小。     

径扭复合模式盘形压电超声换能器

提出一种新型的斜缝式结构径扭复合模式振动盘形压电超声换能器,并对其径扭复合模式振动进行了理论和试验研究。通过对斜槽处应力的分解,引入两个机械转换系数,依据机电类比原理,建立起换能器的径扭复合模式振动耦合机电等效电路模型,从等效电路得到换能器的径扭复合振动频率方程,探讨狭缝的斜角对换能器共振频率的影响,数值计算表明换能器共振频率随斜角增大而降低。试验加工三个不同斜度狭缝的换能器,并对其共振频率进行了测试和有限元法模态仿真计算,结果表明,理论与仿真值及试验结果吻合较好。     

复合管功率超声压电换能器的径向振动特性

在纵向复合压电超声换能器基础上,提出并研究带预应力外壳的径向复合管压电超声换能器的径向振动特性。换能器由径向极化薄壁压电陶瓷圆管与预应力金属圆管外壳径向复合而成。依据机电类比原理,建立起复合系统的径向振动等效电路,并给出其径向振动共振频率方程。结合数值计算例,探讨换能器的共振和反共振频率以及有效机电耦合系数与预应力圆管半径比之间的关系。设计制作4个径向复合管压电超声换能器样品,通过试验测量换能器径向振动共振和反共振频率。结果表明,换能器径向共振频率的理论值与测量结果符合较好,误差小于5%。     

塑料垃圾精选机的总体功能及参数分析

采用从整体到局部,从整机到重要部件逐步展开的分析方法,研究了塑料垃圾精选机的总体功能,分析了破碎辊子、筛网、皮带及带轮、电机等关键部件的作用,探讨了其设计和选型方案,发现以风力分选为技术特征的塑料垃圾精选机能够完成塑料垃圾的破碎、传输、分选以及对不可回收垃圾的筛选.该精选机的开发对环保产业发展有着良好的促进作用,值得大力推广应用.另外,对精选机的核心工作部件——破碎辊子的静态和动态参数进行了研究,探讨了破碎辊子的结构几何参数、运动学参数以及辊齿的排列布置参数,在设计过程中应该合理匹配这些参数,以达到最优工作方式及最佳工作质量和最高工作效率.     

换能器驱动信号与引线键合强度的关系

设计超声引线键合机换能器驱动信号采集系统,获得超声粗铝丝楔键合过程中换能器系统的驱动电流、电压信号,计算换能器系统的输入功率和输出阻抗信号.进行了1 000次不同超声功率条件下的键合试验,获得换能器系统驱动信号和键合强度值.根据试验结果的统计规律,研究换能器系统的输入功率和输出阻抗的时域特征规律,平均值和与键合强度的关系,以及不同阶段的平均值与键合强度的关系.研究结果表明,换能器系统平均输入功率与键合强度间的关系明显,呈开口向下的抛物线形式;键合过程的P1和P2阶段是影响键合强度的主要阶段,具有同样重要的作用,P3阶段虽然不影响键合强度,但其平均功率在一定程度上反映了键合是否成功;换能器系统的输出阻抗与键合强度间的关系不明显,不适合于表达键合强度.     

高频超声换能器技术研究进展与展望

高频超声是超声技术前沿研究领域,可以提供更高的空间分辨率、更精准的检测诊断信息,在生物医学临床与基础研究、先进装备制造无损检测等领域具有重要的应用价值,但其核心器件高频超声换能器的研制一直是高频超声技术发展的瓶颈。首先,介绍了超声换能器基本理论;然后,论述了高频超声换能器技术发展现状、面临技术难题及解决途径,并结合高频超声换能器研制实例予以说明;最后,对高频超声换能器技术进行了讨论与展望。     

铸造用超声换能系统的动力学特性

基于有限元法和试验测试,研究了铸造用超声换能系统动力学特性。借助ANSYS压电耦合分析功能,分析了该超声换能系统常温下的谐振频率、振型及端面输出振幅。进行了瞬态热传导仿真,得到了超声换能系统铸造条件下1 200s内温度分布,在此基础上求得了超声换能系统在不同温度场下的谐振频率。通过激光测振仪及铸造试验对仿真结果进行了验证,分析和试验结果对超声换能系统优化及频率跟踪功能设计具有一定的指导意义。     

纵向压电式换能器模态分析及实验研究

超声换能器是超声加工乃至超声学的核心部件,在研究功率超声换能器基本理论的基础上,进行大功率纵向压电式复合换能器的研制,得出了适应超声加工的大功率纵向压电式换能器的合理结构形式和设计参数,确定了所用压电换能器结构参数及前后盖板振速比,并采用有限元法对换能器进行振动模态分析,确定换能器辐射端面的最佳振动模态及其纵向谐振频率,并通过实验研究加以验证.研究表明,换能器辐射端面振幅在谐振点处最大;当频率一定时,振幅随着功率的增大而增大,当频率离开谐振点频率越远,振幅逐渐减小.     

直线型行波超声马达的研究

从理论上证明了用于直线型行波超声马达的波形成的可行性。并用制作的两个超声压电换能器、自由－自由梁和滑块组成了一台直线型行波原型超声马达。试验表明：这台直线型原型超声马达能作直线往复运动。     

一种基于单换能器的超声离合器的设计及性能分析

提出了一种基于单换能器的新型超声离合器;分析了近场超声悬浮的机理,设计并制造了超声换能器和预紧装置,构建了超声离合器原型机;对该超声离合器的功率-转速、功率-扭矩和功率-减速比特性进行了实验研究。结果表明,原型机实现完全分离的功率为0.35kW;电机转速为500r/min和800r/min下原型机的极限扭矩分别为0.39N·m和0.42N·m。验证了基于单换能器的超声离合器的可行性和有效性。     

圆锥型压电换能器的动态设计与实验研究

对一种圆锥型夹心式压电换能器进行了动态设计与实验分析。利用有限元分析方法对换能器进行了动态设计,给出了该类压电换能器有限元建模方法,分析了换能器主要结构尺寸对振动模态、固有频率的影响。依据有限元分析结果,提出了一种基于数值分析的换能器优化设计方法,简化了设计过程。在数值分析的基础上,设计、研制了圆锥型夹心式压电换能器,并对压电换能器进行了性能测试。并将实验测试数据和有限元分析结果进行了对比,测试结果验证了数值分析与设计方法的合理性。     

华特磁电四项新产品通过省部级鉴定

近日,山东华特磁电科技股份有限公司四项新产品顺利通过省部级鉴定。这四项新产品别是:1.3T油水复合冷却立环高梯度磁选机;1.8m大筒径高效磁选机;中场强半磁自卸式尾矿回收机;脱泥浓缩精选机。其中"1.3T油水复合冷却立环高梯度磁选机"为国内第四代立环磁选机,"1.8m大筒径高效磁选     

技术信息

焊　　接【编号】Z0 3 K0 0 0 1【篇名】焊接熔池数值模拟的研究现状【作者】周远远,于治水【文摘】对焊接熔池的流场热场的数值模拟这一领域进行了综述,分析了对焊接熔池进行数值模拟的发展过程和现有研究模型中存在的问题,为进一步研究提供指导。【关键词】焊接熔池,数值模拟,流场,热场【编号】Z0 3 K0 15 1【篇名】不锈钢TIG焊活性剂对焊缝性能的影响【作者】林三宝,杨春利等【文摘】针对TIG焊生产效率低,单层焊可焊厚度小等问题,采用活性化TIG焊(A TIG) ,能够大幅度地提高焊缝熔深,从而提高焊接效率和生产率。研究了在不锈钢TIG…     

基于组合振动的弱磁铁矿石颗粒分选

在铁矿开采破碎时难以避免地会掺杂入一定比例的废石,利用振动将不同密度的高品位矿石颗粒与低品位矿石颗粒及废石进行分选,去除废石并把品位不同的铁矿石分别冶炼处理,大幅提高了铁矿石的产率。振动分选铁矿石的分选过程较为简单,效率较高,相比磁选法更节约能源,同时不产生污染。采用EDEM软件仿真研究了铁矿石颗粒与废石颗粒振动分选的影响因素,研究结果表明：较小密度的矿石颗粒分层在颗粒组合的上层;振动频率对振动分选效果的影响大于振动幅度的影响。研究结果对弱磁铁矿石的开采以及提高铁矿石的输出品位有重要意义。     

压电超声换能器的粘接技术

通过对粘接理论和粘接破坏形式的分析，针对超声换能器对粘接的机械性能和声传输性能的特殊要求，给出了超声换能器粘接的实用方法，包括表面润湿方法、非均匀加载固化等，经过实验的验证，取得了理想的效果，为其它领域的压电器件的粘接工艺提供了有效的方法。     

用于超声电火花复合加工的压电振子优化设计与实验

提出一种用于超声电火花复合加工的压电振子,并对该振子进行研究.使用有限元分析方法对该压电振子进行计算,通过对压电振子的结构参数动态优化,使其具有合适的纵振模态和频率、驱动端具有较大振幅、陶瓷片和安装盘位于合适位置,从而满足超声电火花复合加工要求.最后进行压电振子动态特性实验,分析结果与实验结果基本符合.     

万向型压电换能器发电性能理论分析与实验

为实现对不同方向振动源振动能量的收集,对一种万向型压电换能器的发电性能进行了理论分析与实验测试.理论分析表明,万向型压电换能器的发电性能受到压电梁夹角的影响,在其多方向发电能力方面,随着外界激励方向的变化,产生的电能呈波浪起伏状变化,换能器对不同方向振动源的激励具有较好的适应性.进一步的实验测试验证了万向型压电换能器的多方向发电能力,且在压电梁夹角为π/2时,最大输出功率达到约1.3 mW,最小输出功率约为0.6mW.     

利用PIV研究超声波引起的微流动现象

利用微观粒子图像测速技术(Micro-PIV)定量研究了位于两块载波片之间的微量液体在压电陶瓷超声换能器(PZT)的激振作用下而产生的微流动现象,超声换能器的激振频率为1.3 MHz,超声功率为1~5 W／cm2,微量流体的体积为5μL。试验中利用Micro-PIV系统测量了微量流体在不同超声功率下的流场结构。试验结果表明,微量流体在功率超声的激振下,在垂直于超声振动的方向上存在平面旋涡结构,而且声流的最大速度与超声强度成正比。