多端输出等幅振动的纵振动变换体
发布时间：2019-08-24 14:54
【摘要】：提出了一种一端输入多端输出等幅振动的纵振动方向变换体。变换体由输入杆、半球形过渡体和输出杆组成,通过半球形过渡体将一个输入杆与多个输出杆耦连为一体,并且多个输出杆呈立体分布,可实现一端纵振动输入多个方向上纵振动均匀输出。利用振动变换体端面的自由边界条件,以及各组件连接处的纵向位移、纵向力、横向位移和转角连续条件,推导了纵振动方向变换体的频率方程。解析计算了不同几何尺寸的纵振动变换体的谐振频率,与有限元法的计算值及实验测试值基本吻合。将纵振方向变换体的输入端与谐振频率为19.8 kHz的换能器相连,利用激光测振仪测试了纵振动变换体各输出端振型及各输出端相对于输入端的振幅放大系数,结果显示纵振动经过方向变换体成功地传输到了变换体的各输出杆的端面,且各输出端的振幅基本相等。
【图文】：
处理对象的目的，也逡逑位输出，具有较好的指向性。文献１２设计了一种管可实现同时处理多个目标或大面积的超声辐射，，有逡逑状超声辐射器，利用连接在圆管外部的换能器激励利于节省生产成本．逡逑圆管使其在管内部产生强的声场，处理流经圆管的逡逑液体。文献１３提出了一种模式转换环形耦合振动超逦１振动方向变换体纟吉构逡逑声辐射器，利用换能器产生的纵振动激励起与换能器逡逑相连圆环的径轴耦合振动，可使圆环在环中心产生逦提出的多端输出等幅振动的纵振动变换体如逡逑强聚焦声场的同时向圆环的径向和轴向辐射声常这图１（ａ）所示，Ｉ杆为纵振动输入杆，ＩＩ为半球形逡逑些振动系统通常利用不同形状的辐射体将纵振换能过渡体，ＩＩＩ杆、ＩＶ杆和Ｖ杆为振动输出杆，且各逡逑器产生的纵振动转换为其它形式的振动向介质辐射输出杆尺寸相同。Ｉ杆的轴线与Ｚ轴重合，ＩＵ杆、逡逑声常为了提高超声加工及处理的效率，也有设计新逦ＩＶ杆和Ｖ杆的轴线与Ｚ轴的夹角均为０？即相对于逡逑结构形式的振动体和振动模式的振动系统１１４＿１５］。逦Ｚ轴均匀分布。逡逑为增大超声作用范围，本文提出了一种多端任逦半球形过渡体直径为４0邋ｍｍ，小于欲设计的谐逡逑意角度输出等幅振动的纵振动方向变换体以实现纵振频率波长的Ｉ／４。为方便设计，将半球形过渡体等逡逑振动多端等幅输出。变换体由依次连接的输入杆、逦效为圆柱体ＩＩ（因圆柱体纵振动有解析解）．如图１（ｂ）逡逑半球形过渡体和多个输出杆组成，通过半球形过渡所示。等效的原则是，半球体与某圆柱体的体积相逡逑／２ｉ逡逑Ｉ邋ｉ逡逑ｉ逡逑／．邋｜ｒ｜ｔ逦，逡逑丨【邋［！邋＾逡逑（ａ）半球形振动方向变换体逦（ｂ）半球形等效可为圆柱形逡逑图１单端输入多端输出的等幅振
２３８４６逡逑５逦５５逦７．５逦５５逦７．５逦６０逦２２６１６逦２０９７１逡逑器的谐振频率为１９．８邋ｋＨｚ。图３为３＃方向变换体逡逑ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ逡逑！o缅巍鲥斡牖荒芷飨嗔Ｊ紫龋馐粤嘶荒芷饔氡浠惶逑嗔腻义希模停
本文编号：2529033
【图文】：
处理对象的目的，也逡逑位输出，具有较好的指向性。文献１２设计了一种管可实现同时处理多个目标或大面积的超声辐射，，有逡逑状超声辐射器，利用连接在圆管外部的换能器激励利于节省生产成本．逡逑圆管使其在管内部产生强的声场，处理流经圆管的逡逑液体。文献１３提出了一种模式转换环形耦合振动超逦１振动方向变换体纟吉构逡逑声辐射器，利用换能器产生的纵振动激励起与换能器逡逑相连圆环的径轴耦合振动，可使圆环在环中心产生逦提出的多端输出等幅振动的纵振动变换体如逡逑强聚焦声场的同时向圆环的径向和轴向辐射声常这图１（ａ）所示，Ｉ杆为纵振动输入杆，ＩＩ为半球形逡逑些振动系统通常利用不同形状的辐射体将纵振换能过渡体，ＩＩＩ杆、ＩＶ杆和Ｖ杆为振动输出杆，且各逡逑器产生的纵振动转换为其它形式的振动向介质辐射输出杆尺寸相同。Ｉ杆的轴线与Ｚ轴重合，ＩＵ杆、逡逑声常为了提高超声加工及处理的效率，也有设计新逦ＩＶ杆和Ｖ杆的轴线与Ｚ轴的夹角均为０？即相对于逡逑结构形式的振动体和振动模式的振动系统１１４＿１５］。逦Ｚ轴均匀分布。逡逑为增大超声作用范围，本文提出了一种多端任逦半球形过渡体直径为４0邋ｍｍ，小于欲设计的谐逡逑意角度输出等幅振动的纵振动方向变换体以实现纵振频率波长的Ｉ／４。为方便设计，将半球形过渡体等逡逑振动多端等幅输出。变换体由依次连接的输入杆、逦效为圆柱体ＩＩ（因圆柱体纵振动有解析解）．如图１（ｂ）逡逑半球形过渡体和多个输出杆组成，通过半球形过渡所示。等效的原则是，半球体与某圆柱体的体积相逡逑／２ｉ逡逑Ｉ邋ｉ逡逑ｉ逡逑／．邋｜ｒ｜ｔ逦，逡逑丨【邋［！邋＾逡逑（ａ）半球形振动方向变换体逦（ｂ）半球形等效可为圆柱形逡逑图１单端输入多端输出的等幅振
２３８４６逡逑５逦５５逦７．５逦５５逦７．５逦６０逦２２６１６逦２０９７１逡逑器的谐振频率为１９．８邋ｋＨｚ。图３为３＃方向变换体逡逑ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ逡逑！o缅巍鲥斡牖荒芷飨嗔Ｊ紫龋馐粤嘶荒芷饔氡浠惶逑嗔腻义希模停
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