基于ANSYS的圆柱形超声工具头振幅优化设计

针对大尺寸圆柱体超声工具头焊接过程中振幅均匀度较低的问题,提出一种将表观弹性法和有限元法结合的工具头方法。通过Ansys对工具头进行了模态仿真,对工具头振幅均匀度进行了单因素谐响应仿真分析,利用激光测振仪测量了相同激励条件下改进前后工具头振幅,利用测力仪测量了改进前后工具头焊接样品断裂拉力。实验结果表明:工具头振幅分布趋势与仿真结果一致;开槽结构工具头焊接样品一致性要优于无开槽结构工具头;该方法设计工具头具有可行性。

二维振动方向变换器的耦合振动

通过耦合振动理论、模态分析和实验测量研究了二维振动方向变换器的耦合振动的谐振频率方程和特定输出端的位移振幅。实验结果表明,理论分析得出的纵向振动谐振频率与实验结果相符,且通过实验与模态分析可知,此二维振动方向变换器有很好的聚能作用。

多孔矩形六面体超声变幅器设计与仿真分析

矩形六面体超声变幅器具有丰富的谐振频率有利于实现工件的辅助超声振动,但需要对矩形六面体结构进行优化设计,通过在矩形六面体内设置圆柱形孔使其振动特性满足工件辅助超声振动的要求。采用表观弹性法设计矩形六面体辐射面的基本尺寸,利用有限元法研究圆柱形孔高度、数量和直径对矩形六面体超声谐振特性和辐射面振幅的影响规律。结果表明,在尺寸为137.3×121.2×40 mm的矩形六面体中均匀分布9×9个直径为7 mm的竖直圆柱形通孔时,工作频率为20 kHz,在辐射面中心区域可获得均匀的Z向位移,适合负载工件实现辅助的垂直超声振动。

超声振动体的耦合振动研究

对一些典型的大尺寸超声振动体如圆柱体、空心圆柱体、长条形六面体和大矩形六面体 ,本文用通用有限元软件对耦合系数的分布进行了分析 ,并在耦合振动频率方程的基础上研究了耦合系数与耦合振动的强度之间的关系。

压电陶瓷位置对换能器耦合振动特性的影响

基于表观弹性理论,给出了压电陶瓷晶堆处于不同位置时耦合振动换能器的设计方法.在理论推导的基础上,借助有限元软件Ansys,研究了晶片位置对换能器耦合振动特性的影响.结果表明,随着陶瓷晶堆远离换能器位移节面,有效机电耦合系数和动态电容逐渐减小,静态电容、动态电阻和动态电感增大.同时,加工了相应尺寸的换能器,对其性能参数进行了测试,理论计算和实验测量结果符合较好.

大深度声遥测触底指示仪测高计换能器的研制

本文介绍利用表观弹性法，设计纵向振动与径向振动相耦合的朗芝万型换能器，该换能器用于大深度声遥测触底指示仪上，实验表明，理论计算值与实验值相符合，计算方法简单、方便。