超聲波物料傳送裝置是從超聲馬達延伸出來的一種新型的輸送裝置,它具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、響應迅速、不受電磁干擾和噪聲小等特點,可以在低溫、真空及高輻射等特殊環(huán)境下工作。 本文設計了一種新型的超聲波微量物料傳送裝置。利用兩套頻率特性一致并以縱向振動方式工作的夾心式換能器,通過合理的布局在導管中激勵出行波,使輸送管管壁質(zhì)點產(chǎn)生橢圓運動,從而利用摩擦或在液體中產(chǎn)生聲流來實現(xiàn)固體及液體的傳送。采用夾心式換能器作為激勵源能有效地獲得大振幅振動,并提高機電耦合效率。 本文首先分析導管中行波形成的條件,從理論上證明了行波的存在,解釋了超聲波物料傳送裝置分別對固體和液體的驅(qū)動機理。以ANSYS有限元軟件為主要分析工具完成了設計工作;在經(jīng)典換能器設計理論和前人經(jīng)驗的基礎上,對不規(guī)則形狀的換能器采用了有限元的方法設計;在耦合場中分析了換能器、導管及整體裝置的振動情況,使換能器的諧振頻率與導管的諧振頻率達到了較好的匹配,使設計變得更加容易和準確;利用有限元方法建立了振子的等效電路模型,求出了其前6階模態(tài)的等效動態(tài)電容電感值,為阻抗匹配和驅(qū)動電路的設計提供了依據(jù)。 在理論分析的基礎上,對試制的超聲波微量物料傳送裝置進...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超聲波驅(qū)動器的發(fā)展
    1.3 超聲波固體物料傳送概況
        1.3.1 固體物料傳送的分類
        1.3.2 超聲波固體物料傳送原理及特點
        1.3.3 超聲波固體物料傳送裝置的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 超聲波液體物料傳送概況
        1.4.1 研究超聲波液體傳送裝置的意義
        1.4.2 超聲波液體驅(qū)動裝置的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 目前需要解決的問題
    1.6 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 超聲波微量物料傳送裝置的原理及設計
    2.1 引言
    2.2 超聲波微量物料傳送裝置的結(jié)構(gòu)
    2.3 超聲波微量物料傳送裝置的原理
        2.3.1 行波的激振條件
        2.3.2 超聲波傳送裝置的固體傳送機理
        2.3.3 超聲波傳送裝置的液體傳送機理
    2.4 夾心式換能器的設計
        2.4.1 夾心式換能器的結(jié)構(gòu)及特點
        2.4.2 夾心式換能器的頻率方程、振速及應力分布
        2.4.3 夾心式換能器的設計
    2.5 夾心式換能器的有限元振動分析
        2.5.1 壓電參數(shù)
        2.5.2 模態(tài)分析
        2.5.3 諧響應分析
        2.5.4 瞬態(tài)分析
    2.6 導管的設計
    2.7 聲阻抗的匹配
    2.8 本章小結(jié)
第3章 超聲波微量物料傳送裝置的電學模型
    3.1 引言
    3.2 換能器的等效電學模型
        3.2.1 換能器的等效電路
        3.2.2 換能器的有限元等效電學模型
    3.3 超聲換能器的阻抗匹配
        3.3.1 超聲換能器的阻抗匹配
        3.3.2 匹配后的傳送裝置振動系統(tǒng)的等效電路
    3.4 本章小結(jié)
第4章 實驗測試及分析
    4.1 實驗裝置的建立
    4.2 超聲換能器阻抗特性測試及阻抗匹配
    4.3 超聲微量物料傳送裝置的運行性能測試
        4.3.1 傳送滑環(huán)的性能實驗
        4.3.2 傳送液體的性能實驗
    4.4 超聲波微量物料傳送裝置的運行性能影響因素分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
讀學位期間發(fā)表的學術論文
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本文編號：3841591