【摘要】：在聲波測(cè)井行業(yè),如今常用的單極子聲源頻率在10kHz左右,如果發(fā)射換能器的頻率控制在1kHz左右,則有助于聲波探測(cè)更遠(yuǎn)的范圍。因此單極子聲源有向低頻發(fā)展的趨勢(shì)。在有限的井眼環(huán)境和儀器體積的限制下,本文針對(duì)降低發(fā)射換能器頻率這一問題,進(jìn)行了彎張式低頻單極子聲波測(cè)井發(fā)射換能器的研究。研究?jī)?nèi)容包括理論研究和實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚�(gè)方面。理論研究部分主要是基于有限元軟件進(jìn)行了仿真:首先利用AutoCAD繪制彎張換能器三維模型,之后將模型導(dǎo)入到有限元仿真軟件ANSYS Workbench,通過模態(tài)分析得到需要的彎張換能器振動(dòng)方式及振動(dòng)頻率,再進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得到彎張換能器的低頻振動(dòng)云圖和導(dǎo)納曲線。實(shí)驗(yàn)研究部分的主要內(nèi)容是對(duì)現(xiàn)有的彎張換能器進(jìn)行了導(dǎo)納測(cè)量和指向性測(cè)量:利用導(dǎo)納測(cè)試儀測(cè)量彎張換能器在空氣中的頻率-導(dǎo)納曲線;將彎張換能器進(jìn)行組裝,用皮囊包裹好放入水中進(jìn)行指向性測(cè)量,指向性測(cè)量使用的激勵(lì)信號(hào)根據(jù)有限元模擬的結(jié)果進(jìn)行設(shè)置。理論分析顯示頻率為1108.4Hz時(shí)彎張換能器能夠以單極子工作方式振動(dòng),利用該頻率對(duì)應(yīng)的脈寬為500us的方波信號(hào)對(duì)彎張換能器進(jìn)行激勵(lì)和測(cè)試,發(fā)現(xiàn)換能器無指向性,滿足低頻單極子要求。理論模擬的彎張換能器導(dǎo)納曲線和實(shí)際測(cè)量曲線也比較吻合。
【圖文】：

- 3 -圖 1.1 七大類彎張換能器Fig. 1.1 Seven kinds of flextensional transducer換能器：由扁平而彎曲的弧狀表面殼體和內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)外凸型也可以有內(nèi)凹型。外凸型的形狀很像橄欖球，器”；內(nèi)凹型的也稱作“凹筒型彎張換能器”[8]。內(nèi)凹換能器：為了能放置更多的壓電陶瓷堆，在Ⅰ型的基陶瓷堆沿著主軸兩端延伸出，殼體形狀也有外凸和內(nèi)

殼體通過螺絲固定在質(zhì)量塊上。換能器的中間波測(cè)試儀上；驅(qū)動(dòng)元件是圓環(huán)狀，疊套在中間柱器的結(jié)構(gòu)組成，可以按照以下五步設(shè)計(jì)彎張換構(gòu)用 ANSYS Workbench 進(jìn)行彎張換能器的模態(tài)分問題，建模時(shí)對(duì)彎張換能器做合理的簡(jiǎn)化。主要出來，換能器各個(gè)部件之間的接觸關(guān)系要貼合實(shí)件，如固定螺絲、接線柱、墊片和膠則可以在建型以通過多種建模途徑完成，第一種方法是使用 A工具，，第二種方法是使用 Auto CAD 三維建模，法。先用 Auto CAD 畫出彎張換能器的三維模型的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)組成模型導(dǎo)入到 ANSYS Workbenc
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P631.83

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本文編號(hào)：2664543