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径向穿孔超声变幅杆纵振特性的有限元分析
被引量:
2
1
作者
麻磊磊
刘世清
《浙江师范大学学报(自然科学版)》
CAS
2020年第3期264-268,共5页
为解决大功率超声换能器的发热问题,对径向穿孔变幅杆的纵向振动特性进行了研究.利用有限元数值仿真方法探讨了穿孔深度、孔径及穿孔数量对变幅杆共振频率的影响,以及有无穿孔情况下其轴上位移振幅及振速的分布.结果表明:一端穿孔使得...
为解决大功率超声换能器的发热问题,对径向穿孔变幅杆的纵向振动特性进行了研究.利用有限元数值仿真方法探讨了穿孔深度、孔径及穿孔数量对变幅杆共振频率的影响,以及有无穿孔情况下其轴上位移振幅及振速的分布.结果表明:一端穿孔使得变幅杆谐振频率增大,节面穿孔使得变幅杆谐振频率降低,且基频频率仿真结果和理论计算结果的相对误差随穿孔数量、孔径及穿孔深度的增加而减小;不同位置穿孔对等截面及变截面变幅杆位移及振速放大系数影响均不大,且均对变幅杆节面位置影响很小;一端穿孔的变幅杆可获得更高的振动位移及振速;数值计算与有限元仿真结果较好吻合.此结果将有利于散热型大功率超声换能器的研究.
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关键词
变幅杆
径向穿孔
纵向振动
机电等效电路
共振频率
位移及振速放大系数
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职称材料
热管冷却对压电换能器振动稳定性的影响
2
作者
刘世清
樊叶萍
+1 位作者
麻磊磊
高晓蕾
《陕西师范大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期58-63,共6页
针对大功率超声换能器工作发热问题,提出了一种新型的热管型复合压电超声换能器,并进行了实验和仿真研究。首先,研究了空载情况下,有、无热管2种状态换能器的内部轴向温度场分布;其次,利用有限元法研究了热管耦合位置、数量及深度对换...
针对大功率超声换能器工作发热问题,提出了一种新型的热管型复合压电超声换能器,并进行了实验和仿真研究。首先,研究了空载情况下,有、无热管2种状态换能器的内部轴向温度场分布;其次,利用有限元法研究了热管耦合位置、数量及深度对换能器共振频率和位移振幅的影响;最后,通过实验研究了400 W负载下,有、无热管换能器的共振频率和动态电容随温度的变化关系。结果表明:压电陶瓷工作发热是换能器发热的主要因素,利用热管可大幅降低换能器的内部温度;在相同工况下,热管可使换能器温升降幅达42.5%,并使换能器的共振频率和动态电容漂移量分别降低约73.5%与59.5%。
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关键词
大功率超声换能器
热管
散热
有限元仿真
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职称材料
径向振动压电超声换能器的发展及应用
被引量:
11
3
作者
刘世清
麻磊磊
《陕西师范大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期60-66,共7页
径向振动压电换能器具有辐射面积大、指向性均匀、接收灵敏度高及性能稳定等优点,在水声领域应用广泛。随着功率超声应用技术的发展,近几十年来大功率复合型径向振动超声换能器逐步发展起来,并在声化学反应、污水处理等超声液体处理领...
径向振动压电换能器具有辐射面积大、指向性均匀、接收灵敏度高及性能稳定等优点,在水声领域应用广泛。随着功率超声应用技术的发展,近几十年来大功率复合型径向振动超声换能器逐步发展起来,并在声化学反应、污水处理等超声液体处理领域应用越来越广。本文回顾了径向振动压电超声换能器的发展历程并对其应用进行了概述,重点分析了圆管型压电陶瓷换能器、复合型圆管压电换能器、径向复合压电超声换能器的技术原理和存在的问题,并展望了大功率径向振动换能器的设计思路和不同应用场景中的设计方法。
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关键词
压电换能器
管形换能器
圆柱换能器
复合超声换能器
径向振动
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职称材料
题名
径向穿孔超声变幅杆纵振特性的有限元分析
被引量:
2
1
作者
麻磊磊
刘世清
机构
浙江师范大学物理与电子信息工程学院
出处
《浙江师范大学学报(自然科学版)》
CAS
2020年第3期264-268,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(11874326,11274279)
浙江师范大学创新创业项目(YS128419905)。
文摘
为解决大功率超声换能器的发热问题,对径向穿孔变幅杆的纵向振动特性进行了研究.利用有限元数值仿真方法探讨了穿孔深度、孔径及穿孔数量对变幅杆共振频率的影响,以及有无穿孔情况下其轴上位移振幅及振速的分布.结果表明:一端穿孔使得变幅杆谐振频率增大,节面穿孔使得变幅杆谐振频率降低,且基频频率仿真结果和理论计算结果的相对误差随穿孔数量、孔径及穿孔深度的增加而减小;不同位置穿孔对等截面及变截面变幅杆位移及振速放大系数影响均不大,且均对变幅杆节面位置影响很小;一端穿孔的变幅杆可获得更高的振动位移及振速;数值计算与有限元仿真结果较好吻合.此结果将有利于散热型大功率超声换能器的研究.
关键词
变幅杆
径向穿孔
纵向振动
机电等效电路
共振频率
位移及振速放大系数
Keywords
horn
radial perforation
longitudinal vibration
electromechanical equivalent circuit
resonance frequency
amplitude and speed amplification factor
分类号
O426.1 [理学—声学]
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职称材料
题名
热管冷却对压电换能器振动稳定性的影响
2
作者
刘世清
樊叶萍
麻磊磊
高晓蕾
机构
浙江师范大学物理与电子信息工程学院
出处
《陕西师范大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期58-63,共6页
基金
国家自然科学基金(11874326,11874327)。
文摘
针对大功率超声换能器工作发热问题,提出了一种新型的热管型复合压电超声换能器,并进行了实验和仿真研究。首先,研究了空载情况下,有、无热管2种状态换能器的内部轴向温度场分布;其次,利用有限元法研究了热管耦合位置、数量及深度对换能器共振频率和位移振幅的影响;最后,通过实验研究了400 W负载下,有、无热管换能器的共振频率和动态电容随温度的变化关系。结果表明:压电陶瓷工作发热是换能器发热的主要因素,利用热管可大幅降低换能器的内部温度;在相同工况下,热管可使换能器温升降幅达42.5%,并使换能器的共振频率和动态电容漂移量分别降低约73.5%与59.5%。
关键词
大功率超声换能器
热管
散热
有限元仿真
Keywords
high-power ultrasonic transducer
heat pipe
heat dissipation
finite element method
分类号
O426.9 [理学—声学]
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职称材料
题名
径向振动压电超声换能器的发展及应用
被引量:
11
3
作者
刘世清
麻磊磊
机构
浙江师范大学应用声学研究所
出处
《陕西师范大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期60-66,共7页
基金
国家自然科学基金(11874326
11274279)。
文摘
径向振动压电换能器具有辐射面积大、指向性均匀、接收灵敏度高及性能稳定等优点,在水声领域应用广泛。随着功率超声应用技术的发展,近几十年来大功率复合型径向振动超声换能器逐步发展起来,并在声化学反应、污水处理等超声液体处理领域应用越来越广。本文回顾了径向振动压电超声换能器的发展历程并对其应用进行了概述,重点分析了圆管型压电陶瓷换能器、复合型圆管压电换能器、径向复合压电超声换能器的技术原理和存在的问题,并展望了大功率径向振动换能器的设计思路和不同应用场景中的设计方法。
关键词
压电换能器
管形换能器
圆柱换能器
复合超声换能器
径向振动
Keywords
piezoelectric transducer
tubular transducer
cylinder transducer
composite ultrasonic transducer
radial vibration
分类号
O426.2 [理学—声学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
径向穿孔超声变幅杆纵振特性的有限元分析
麻磊磊
刘世清
《浙江师范大学学报(自然科学版)》
CAS
2020
2
下载PDF
职称材料
2
热管冷却对压电换能器振动稳定性的影响
刘世清
樊叶萍
麻磊磊
高晓蕾
《陕西师范大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
3
径向振动压电超声换能器的发展及应用
刘世清
麻磊磊
《陕西师范大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2020
11
下载PDF
职称材料
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