【摘要】：隨著超聲學與科學技術的不斷發(fā)展,超聲換能器技術也得到了快速的發(fā)展,它的應用十分廣泛,不斷研發(fā)各種類型、材料、功能的超聲換能器具有現(xiàn)實的意義。超聲換能器包括縱向、扭轉、彎曲等幾種振動模式,其中彎曲振動是一種應用較普遍的振動模式,原因在于彎曲振動換能器能夠與空氣介質更好的實現(xiàn)聲匹配。在一些較為復雜應用的領域中,對超聲能量的傳播及作用方式的要求不同,如超聲振動切削、超聲馬達、超聲焊接等技術。需要復合模式的超聲振動系統(tǒng),以便改善振動能量的作用效果。如今,復合模式超聲振動系統(tǒng)有縱扭復合超聲振動系統(tǒng)、縱彎復合超聲振動系統(tǒng)以及扭轉彎曲復合超聲振動系統(tǒng)等。 本文在前人工作的基礎上,對彎曲振動超聲換能器、夾心式彎曲及模式轉換型超聲換能器、復合振動模式壓電超聲換能器進行了理論研究及實驗,對其進行了設計和方程推導,推動它向實用化發(fā)展,主要工作如下： (1)以疊片型彎曲換能器為例,對彎曲振動超聲換能器進行了細致的分析,首先從理論上闡述其設計原理,再從基本性能上分析了壓電陶瓷矩形振子的長條厚度、寬度的彎曲模式,從而分析了細長條矩形陶瓷振子的彎曲振動及在不同邊界的振動特性,最后對振子共振頻率進行測試,驗證了矩形壓電陶瓷薄板彎曲振動的設計理論。 (2)從細棒彎曲振動理論出發(fā),根據(jù)復合振動系統(tǒng)的邊界條件,推出夾心式彎曲振動壓電陶瓷換能器的頻率設計方程,并對實際設計中的初等理論依據(jù),陶瓷片長度及位置選擇進行了討論,同時進行實驗驗證。對縱向換能器與矩形盤組成的模式轉換彎曲振動換能器進行設計和模式分析,得出共振頻率方程及位移分布,最后進行實驗測試分析。 (3)以夾心式縱彎復合振動模式及夾心式扭轉彎曲復合模式的超聲換能器為對象,進行了頻率設計和公式推導,考慮了細棒及陶瓷片的長度修正并分別進行驗證,最后進行實驗測試研究,得出設計頻率與測試值基本一致。
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB552

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 林書玉;氣介式彎曲振動功率超聲復合換能器的振動特性研究[J];陜西師范大學學報(自然科學版);2000年01期

2 林書玉，張福成，郭孝武;一種新型高頻大功率超聲振動輻射器[J];陜西師大學報(自然科學版);1995年01期

3 趙繼,王立江,孟繼安;超聲振動切削系統(tǒng)中彎曲振動刀桿的諧振模式[J];聲學學報;1992年01期

4 林書玉;彎曲振動壓電陶瓷換能器[J];壓電與聲光;1994年05期

，

本文編號：2567006