Janus-Helmholtz换能器与Janus-Hammer Bell换能器的振动模态研究

Janus-Helmholtz(JH)换能器和Janus-Hammer Bell(JHB)换能器外观结构类似,但两者振动模态不同。为明确二者振动模态的不同,分析了其结构参数对振动模态的影响。结果表明:在其他参数确定的条件下,JH换能器中圆环壳轴向长度L与圆环壳内侧半径a的关系应满足2<L/a<5.7,JHB换能器对应圆环壳长径比L/a的取值范围为0.1<L/a<0.3。利用有限元方法并设置特殊边界条件分析了JH换能器与JHB换能器谐振峰对应的振动模态,发现JH换能器中较低频振动模态为Janus纵振模态,高频振动模态为液腔谐振模态;JHB换能器中较低频振动模态为Janus纵振模态,较高频振动模态为圆环呼吸模态。进一步对比了JH换能器和JHB换能器的径向与轴向发送电压响应,发现JH换能器可以实现更宽的工作带宽和更高的发送电压响应;JHB换能器工作带宽较窄,但径向方向发射电压响应起伏较小。