超声波清洗场强分布规律研究

发布时间：2020-10-19 19:02

　　 由于超声波清洗具有清洗质量高、速度快、不受被清洗零件表面复杂形状的限制、易于实现遥控和自动化清洗等优点,目前广泛应用于表面喷涂处理、机械、医药和半导体等领域。在超声清洗应用中最关心的就是清洗效果,清洗效果的好坏与清洗槽内的声场分布有着密切的联系,而清洗槽内的声场分布则取决于换能器的数量与布置方式。针对这一问题,本文通过理论和试验对清洗槽内的声场分布进行了研究,具体内容如下:首先,利用惠更斯原理对换能器的辐射声场进行了理论分析,推导出单个换能器中心轴线和远场区声场分布的计算公式,可以看出声强随着距离反比衰减,在相同距离不同方向,声强衰减的程度不同;在两个换能器的对称平面处,两个换能器叠加后的声强等于两个换能器单独工作时的声强之和。其次,对单个换能器的辐射声场进行了试验研究,通过初步分析知道单个换能器的辐射声场在中心轴线上呈现轴对称分布;借用MATLAB语言编程软件对单个换能器的辐射声场进行了回归分析,得到了不同位置处声强的拟合公式。最后,对两个换能器辐射声场的叠加进行了试验研究。对两个换能器叠加后的声场与单个换能器的辐射声场进行了对比分析,发现在两个换能器的中间区域声强明显增加,其它区域内声强的增加量并不明显,随着两个换能器中心间距的增加,声强明显增大的区域面积保持不变;利用MATLAB软件对试验数据进行了回归分析,得到了两个换能器辐射声场的叠加规律。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB552
【部分图文】：

Ocheltree K B[36]提出一种计算矩形声源辐射声场的方法。如图1-9所示，利用惠更斯原理将矩形声源表面分解为无数个小矩形元素，这些元素太大而不能用点源代表，但又足够小以至于简化了计算。空间上的某一点的声压幅值p可以表示为该小矩形元素的声压dp的总和。图 1-9 矩形声源辐射声压计算推导图向阳[37]等人根据波叠加原理求得了任意形状振动源的辐射声压，它们是利用波的叠加代替了求解基尔霍夫-亥姆霍兹积分。在已知了振动源表面的振动情况以后就可以计算振动源的强度，进而求得振动源表面的声压与声功率。结果表明应用该方法进行声场计算时，计算速度和精度都得到了很大的提高，并且能够克服利用基尔霍夫-亥姆霍兹积分方程进行声场计算内在奇异性问题。丁德胜[38]等人利用一种全新的“高斯函数多项式”来描述活塞声源的辐射声场，并利用这种方法求得活塞声源的轴向和径向声压分布

螺钉清洗液c) 振图 3-1 换能器本文主要研究换能器辐射声场的叠加换能器能够自由拆卸和在清洗槽内任意移够实现换能器的自由拆卸和任意移动，因因此特购置了 YKTD—L1200W 超声的尺寸为：900mm×900mm×425mm，换能滑杆上，每个面上换能器的数量为三个，如图 3-3 所示，可以通过松动螺钉使得换能的位置。

图 3-5 超声波换能器广泛使用的换能器类型当中，压电超声换清洗中频率的选择对清洗效果会产生很大和污物与工件的结合程度有关，低频率适的情况，高频率适用于工件尺寸小、污物中对尺寸相对较大的工件进行清洗时，换本文的研究背景是针对尺寸大的零件电陶瓷换能器，频率为 28kHz、功率为 80
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本文编号：2847599