压电换能器的设计与温度特性研究

发布时间：2021-08-09 19:04

　　针对目前超声振动加工中存在的压电陶瓷发热严重,影响换能器性能和寿命的问题,通过对压电换能器进行设计、分析与试验对比,在保证输出振幅能够满足加工要求的前提下,得出振动系统合适的输入电压范围,使超声振动系统能够稳定运行。首先对超声换能器进行谐响应分析和稳态热分析,分析结果显示,对压电陶瓷施加电压后,换能器输出端的振幅最大,压电陶瓷的温度最高。建立试验平台进行试验分析,试验结果表明,当输入电压达到140 V时,压电陶瓷的温度高于居里温度的一半,此时振幅趋于峰值30.0μm。当输入电压为70～130 V时,输出振幅足够大,压电陶瓷的发热情况良好,能够满足系统长时间工作的要求,为超声振动系统能够稳定工作提供了一种可行方法。 

【文章来源】：现代制造工程. 2020,(07)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

超声换能器结构示意

等效四端网络

求解完成后,插入后处理选项。图4所示为输入电压为50 V时的谐响应位移分布云图,从图4中可以看出,法兰盘上的位移为0,最大位移处在变幅杆末端。图5所示为输出端面位移频率响应曲线,从图5中可以看出,当输入的电压频率在20 050 Hz时,输出端面的振幅最大,最大振幅为12.253 μm。图4 谐响应位移分布云图

【参考文献】：
期刊论文
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[6]基于四端网络法的超声变幅杆设计[J]. 朱武,张佳民.  上海电力学院学报. 2004(04)

硕士论文
[1]压电超声换能器自适应匹配系统研究[D]. 古先毅.长春理工大学 2018



本文编号：3332628