超声驻波雾化声场的仿真与实验研究

发布时间：2023-12-10 10:48

　　3D打印技术被誉为具有革命意义的技术,其中,激光选区熔化技术更是几乎可以直接制备任意形状及完全冶金结合功能的零件。但该技术对于粉末要求较高,质量差的粉末将引起致密性差、强度低等问题。目前已开发了多种粉末制备技术,但粉末收得率及粉末质量还不能满足需求。为改善粉末制备技术中出现的问题,利用超声驻波场进行熔融金属的非接触式雾化得到了研究学者们的青睐。本课题针对熔融金属非接触式超声驻波雾化制粉的要求,对超声驻波声场特性的分析、超声驻波雾化系统的搭建及声场特性的测量完成了以下研究:基于超声驻波声场的声场特性表征原理,建立了超声驻波声场的仿真模型,对此模型的超声驻波非稳态声场及超声驻波稳态声场特性进行了研究。分析得到声场特性随径向位置变化的规律及受干扰声场的声场特性,探究了频率及环境背压对声场特性的影响,并优化了超声驻波声场的结构参数。建立了超声驻波雾化系统的整体方案,包括超声发生部分、进料部分、粉末收集部分及雾化密封部分。对磁致伸缩换能器进行仿真分析及结构设计,完成了超声驻波系统的整体搭建。对所搭建的超声驻波雾化系统产生的声场进行了实验测量。基于CPB及FFT分析原理,采用了听声器涉入声场的方法...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的背景和意义
    1.2 相关领域研究现状及分析
        1.2.1 雾化法制备球形微粉研究现状
        1.2.2 超声雾化研究现状
        1.2.3 国内外文献综述简析
    1.3 课题主要研究内容
第2章 超声驻波声场特性的仿真分析及优化
    2.1 引言
    2.2 超声驻波声场特性表征原理
    2.3 超声驻波声场的建模及仿真结果分析
        2.3.1 基于声固耦合的超声驻波声场建模
        2.3.2 基于超声驻波声场仿真模型的仿真分析
    2.4 超声驻波雾化的参数优化
        2.4.1 相邻压力节点间距离预估
        2.4.2 结构参数优化研究
        2.4.3 超声参数及环境背压对超声驻波声场特性的影响分析
    2.5 径向声场及受干扰声场的声场特性研究
        2.5.1 基于三维建模的径向声场特性研究
        2.5.2 受干扰声场特性研究
    2.6 本章小结
第3章 超声驻波雾化系统设计
    3.1 引言
    3.2 超声驻波雾化的基本原理
    3.3 超声驻波雾化系统整体方案设计
        3.3.1 超声发生部分
        3.3.2 进料部分
        3.3.3 粉末收集及雾化密封部分
        3.3.4 整体设计方案
    3.4 主要部件设计分析
        3.4.1 换能器类型选用
        3.4.2 磁致伸缩换能器设计及性能仿真
        3.4.3 变幅杆设计
    3.5 超声驻波雾化系统搭建
    3.6 本章小结
第4章 超声驻波雾化声场测量及超声驻波雾化实验
    4.1 引言
    4.2 超声驻波声场的听声器声压测量实验
        4.2.1 听声器测量原理及系统搭建
        4.2.2 听声器声压测量结果分析
    4.3 振幅测量实验
        4.3.1 振幅测量原理及振幅测量系统搭建
        4.3.2 振幅测量结果分析
    4.4 声场测量结果与仿真对比分析
    4.5 超声驻波雾化实验研究
        4.5.1 水的超声驻波雾化实验研究
        4.5.2 不同浓度的甘油水溶液的超声驻波雾化实验研究
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢



本文编号：3872366