当前位置:主页 > 科技论文 > 金属论文 >

具有夹角结构纵振动变幅杆的设计方法

发布时间:2018-08-24 13:21
【摘要】:变幅杆是功率超声纵振系统中的关键部件之一,常见的是沿直线方向传播的变幅杆.有的应用场合需要变换纵振动传输方向.本文研究了具有夹角结构的超声纵振动变幅杆的设计方法.利用两端自由边界条件和夹角连接处的位移、力、弯矩及转角连续条件建立了设计变幅杆的频率方程,给出了计算变幅杆振幅放大系数的方法.利用本文中提出的设计方法,计算了若干个由两段杆组成的不同夹角的变幅杆的谐振频率,与有限元计算结果及Vib Pilot系统测试的变幅杆频率基本一致;后与谐振频率为19.8k Hz的压电换能器相连接,激光测振仪测试了系统的谐振频率、变幅杆的放大系数及变幅杆输出端面的振型.测试得到的变幅杆的放大倍数、振型与计算结果吻合.测试的端面振型呈活塞振动,说明在谐振频率上将换能器激励的沿水平方向的纵向振动,经过变幅杆成功地变换到了其输出端上.最后,对该型变幅杆作了大量计算,得出了放大倍数随几何尺寸变化的规律.
[Abstract]:The amplitude change rod is one of the key components in the power ultrasonic longitudinal vibration system. Some applications need to change the direction of longitudinal vibration transmission. The design method of ultrasonic longitudinal vibration horn with angle structure is studied in this paper. Based on the free boundary conditions of two ends and the continuous conditions of displacement, force, moment and rotation angle at the junction of the two ends, the frequency equation of the designed horn is established, and the method of calculating the amplitude magnification factor of the horn is given. By using the design method proposed in this paper, the resonant frequencies of a number of variable amplitude rods with different angles are calculated, which are consistent with the results of finite element method and the frequency measured by Vib Pilot system. Then connected with the piezoelectric transducer with resonance frequency of 19.8k Hz, the resonant frequency of the system, the magnification factor of the horn and the mode shape of the output end surface of the horn were measured by laser vibration measuring instrument. The measured magnification and mode shape of the horn are in good agreement with the calculated results. The measured end vibration is piston vibration, which shows that the longitudinal vibration excited by the transducer along the horizontal direction has been successfully transformed to the output end of the transducer at the resonant frequency. Finally, a large number of calculations are made for this type of horn, and the law of magnification varying with geometric size is obtained.
【作者单位】: 陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西省超声学重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(批准号:11374201)
【分类号】:TG663

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨春龙;亢淑梅;李成威;刘守杰;;变幅杆式超声波声场分布测量[J];辽宁科技大学学报;2011年01期

2 成全;陆志猛;刘国东;祝锡晶;;QDFM-125型超声波软管封尾机变幅杆的改进设计[J];包装工程;2009年11期

3 成全;刘猛;祝锡晶;;QDFM-125型超声波软管封尾机变幅杆的模态分析[J];包装工程;2010年23期

4 程磊;文玉梅;李平;卞雷祥;曾婕;;采用弹性基底的磁电复合结构有限元分析[J];传感技术学报;2008年08期

5 李兴圣;李平;文玉梅;贾朝波;;一种磁电换能器及其能量管理电路研究[J];传感技术学报;2009年07期

6 张亚非;李平;文玉梅;陈蕾;;Terfenol-D/PZT和弹性基板阵列换能器的磁电效应研究[J];传感技术学报;2009年09期

7 张建华;黄学良;邹玉炜;柏杨;;利用超声波方式实现无线电能传输的可行性的研究[J];电工电能新技术;2011年02期

8 马德通;王笃才;李福援;;DFM—1抛光机声学部件的设计及电解超声复合锉削工艺[J];电加工;1992年01期

9 孟广军,张明,王建明;基于UG平台的压电超声振动CAD系统开发[J];电加工与模具;2005年03期

10 宫晓琴;吕明;;超声珩齿系统中新型复合变幅杆的设计与研究[J];电加工与模具;2008年02期

相关会议论文 前9条

1 胡志海;刘传绍;;超声去应力变幅杆设计及修正[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年

2 缪新磊;朱永伟;张超凤;;超声加工中变幅杆动力学分析及其对比试验[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

3 叶发根;曹辉;林书玉;;锥形截面薄圆环扭转振动研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年

4 许龙;林书玉;;模式转换型超声塑焊振动系统的设计[A];中国声学学会功率超声分会2009年学术年会论文集[C];2009年

5 叶发根;曹辉;林书玉;;阶梯形截面薄圆盘扭转振动研究[A];2009年度全国物理声学会议论文集[C];2009年

6 秦磊;曹辉;叶发根;;大尺寸阶梯变幅杆的频率修正[A];2009年西安-上海声学学术会议论文集[C];2009年

7 胡志海;刘传绍;;超声去应力变幅杆设计及修正[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

8 刘豆豆;贺西平;李家星;;常见形状变幅杆中节点与应变极大点位置的关系[A];2013中国西部声学学术交流会论文集(上)[C];2013年

9 王维鸽;贺西平;;不同形状的空心变幅杆的对比研究[A];2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集[C];2014年

相关博士学位论文 前10条

1 张向慧;旋转超声加工振动系统设计及关键技术的研究[D];北京林业大学;2011年

2 许龙;模式转换型功率超声振动系统的设计及优化[D];陕西师范大学;2011年

3 武剑;原油防蜡降粘超声波处理系统的关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 刘礼平;基于机床附件化的旋转超声波加工关键技术研究[D];天津大学;2012年

5 胡海军;超声振动微铣削系统的建立及铣削力和残余应力的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

6 郑建新;陶瓷型面的数控展成蠕动进给超声磨削技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2007年

7 王福亮;热超声倒装键合界面运动与界面性能的生成规律研究[D];中南大学;2007年

8 田阿利;柔性杆结构重复撞击瞬态动力学研究[D];南京理工大学;2008年

9 禹东赫;声控激光打孔技术研究[D];天津大学;2007年

10 郑书友;旋转超声加工机床的研制及实验研究[D];华侨大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 孔令志;纳米陶瓷超声振动磨削表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年

2 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年

3 姜丽红;功率超声对流动A356熔体半固态组织的影响研究[D];南昌航空大学;2010年

4 李庆芬;超声珩齿振动系统的理论设计与仿真分析[D];太原理工大学;2011年

5 任杰;基于IR2110芯片大功率超声电源的改进[D];太原理工大学;2011年

6 刘新;超声波辅助珩齿加工工件对系统谐振频率影响的研究[D];太原理工大学;2011年

7 秦军;超声波振动单向拉伸下20#钢的力学性能研究[D];河南理工大学;2007年

8 冯大圣;单轴式声悬浮器的优化设计及其悬浮性能研究[D];河南理工大学;2007年

9 贾振锋;工程陶瓷材料超声作用下的体积效应研究[D];河南理工大学;2011年

10 王帅军;新型径向复合压电超声换能器的研究[D];陕西师范大学;2011年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王时英;吕明;轧刚;;非谐环盘及变幅杆组成的变幅器动力学特性研究[J];声学学报(中文版);2008年05期

2 张向慧;钱桦;;1/2波长复合形变幅杆的有限元分析[J];南京理工大学学报(自然科学版);2010年01期

3 贾振锋;赵波;;超声磨削系统中圆锥形变幅杆的数值模拟及性能测试[J];机械研究与应用;2010年04期

4 尚彦芝;蔡晓君;刘湘晨;高钜;;单一变幅杆的设计分析[J];新技术新工艺;2011年03期

5 佘银柱;吕明;王时英;;1/2波长复合变幅杆的数值设计[J];太原理工大学学报;2011年06期

6 赵明;李艺;考海涛;陶柏霖;;超声抛光变幅杆动态分析及其优化[J];工具技术;2012年04期

7 刘湘晨;高炬;;一种复合型变幅杆的设计与分析研究[J];新技术新工艺;2012年09期

8 卢干;徐向};;复合变幅杆有限元分析[J];机械工程师;2012年09期

9 刘洋;郑建新;刘传绍;;大截面超声珩磨圆锥形变幅杆设计[J];机械设计;2013年09期

10 黄霞春;杨益梅;赵奇;;超声变幅杆的模态分析和谐响应分析[J];装备制造技术;2013年11期

相关会议论文 前5条

1 胡志海;刘传绍;;超声去应力变幅杆设计及修正[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年

2 胡志海;刘传绍;;超声去应力变幅杆设计及修正[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

3 缪新磊;朱永伟;张超凤;;超声加工中变幅杆动力学分析及其对比试验[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

4 冯冬菊;赵福令;徐占国;郭东明;;超声波加工工具对复合变幅杆谐振性能的影响[A];第十届全国特种加工学术会议论文集[C];2003年

5 胡皇印;张云电;林金钳;;超声珩磨声学系统关键技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

相关博士学位论文 前2条

1 郑建新;陶瓷型面的数控展成蠕动进给超声磨削技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2007年

2 冯冬菊;超声波铣削加工原理及相关技术研究[D];大连理工大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵明;超声抛光机理研究及其变幅杆设计[D];苏州大学;2012年

2 曾凡凡;超声珩齿阶梯形变幅杆圆弧过渡动力学特性分析[D];太原理工大学;2012年

3 霍树青;耦合式超声复合加工装置的设计研究[D];南京航空航天大学;2009年

4 宋峥;超声振动切削系统的建立及变幅杆性能的仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

5 谨亚辉;超声波变幅杆优化设计及加工机理试验研究[D];太原理工大学;2010年

6 杨志斌;旋转超声加工装置的设计与新型变幅杆的研究[D];太原理工大学;2008年

7 王敏慧;阶梯形变辐杆的有限元仿真及其在局部共振研究中的应用[D];陕西师范大学;2005年

8 李一;基于里兹法的变幅杆—齿轮系统三维谐振特性分析[D];太原理工大学;2014年

9 徐继文;基于超声波挤压的零件表面光整加工技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

10 赵莉;基于有限元的超声波加工中变幅杆的动力学分析与设计[D];太原理工大学;2005年



本文编号:2200942

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2200942.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户418fa***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com