大振幅比直孔型指数形变幅杆

为了降低直孔型指数形变幅杆加工成本,满足应力加载下的实际应用并追求大的放大系数,提出了用螺栓连接的直孔型指数形变幅杆.推导并计算了变幅杆的频率方程和放大系数;有限元法分析了在谐振状态下,螺栓连接的直孔型指数形变幅杆的位移和应力分布曲线.结果表明,在谐振频率和外形几何尺寸相同时,螺栓连接的两段直孔型指数形变幅杆的放大系数比实心变幅杆大,比直孔型指数形变幅杆略小,且应力曲线基本光滑,可以用于实际的超声加工.

指数形超磁致伸缩换能器变幅杆设计

采用超磁致伸缩材料Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ作为换能器中致动元件，将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统。以静态试验数据为基础，建立等效的动态磁致伸缩模型。对指数形变幅杆的设计进行了理论分析和讨论，着重计算与设计了相关的振速分布、应力分布、振幅放大系数以及节面位置等参数，为实际产品设计和制造提供了理论基础和参照标准。

大输出端面指数-圆锥复合形变幅杆的设计与分析

在超声喷丸的应用中,需要超声变幅杆有较大的输出端面,以此来获得较大的辐射声能,提高加工效率,同时还要有一定的放大系数,为此设计分析了指数-圆锥复合形变幅杆。按照传统分析方法,理论推导了这种复合形变幅杆的频率方程与放大系数公式。在给定截面尺寸的条件下,借助数值分析软件MATLAB求解频率方程;获得变幅杆的尺寸参数与性能参数。利用solidworks建立三维模型;借助有限元软件ABAQUS进行模态分析与谐响应分析。绘制轴向位移分布图与应力分布图;获得变幅杆的谐振频率、放大系数与位移节点;分析比较理论值与仿真值;分析误差产生的原因。为大端面变幅杆的设计提供一定借鉴意义。

一种基于纵弯夹心式换能器的直线超声电机

该电机利用夹心式换能器激励纵向和弯曲振动,通过一定相位差,在驱动足上形成椭圆振动轨迹。采用了指数形变幅杆放大纵振振幅以提高电机速度。利用经典换能器变幅杆理论确定换能器和变幅杆尺寸和纵向谐振频率,并辅以有限元方法来简并纵向和弯曲振动频率。驱动足处于变幅杆不同位置时驱动椭圆振动轨迹有所不同。用有限元法研究了不同形态的椭圆振动轨迹对电机输出性能的影响,发现当驱动足位于弯曲驻波波腹处电机性能最稳定。样机的最大速度480mm/s,最大推力25N。

超磁致伸缩换能器的声辐射特性

对超磁致伸缩大功率换能器的声辐射振动特性进行了理论分析与实验研究,将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统·以静态试验数据为基础,建立等效的动态磁致伸缩模型·对指数形变幅杆的设计进行了理论分析和讨论,着重计算与设计了相关的振速分布、应力分布、振幅放大系数及节面位置等参数,测试中发现超磁致伸缩换能器频率范围较宽·试验得到了影响换能器发射声波主频率和最大振幅的若干参数·提高换能器的电声转换效率,增大换能器的发射功率的有效途径是选择合理辐射面质量和配重质量之间的比值,使能量流向辐射面一侧·所得结果可以为进一步优化超磁致伸缩换能器提供设计参考·