用于体内碎石的超声振动系统设计
本文关键词: 超声波 碎石 换能器 变幅杆 频率方程 出处:《压电与声光》2015年06期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对常见的超声振动系统难以满足体内碎石对小体积和大振幅的要求,对小体积实现大振幅的超声振动系统的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到单一截面杆的位移方程和应力方程,并通过振动系统的边界条件,推导出超声振动系统的频率方程。根据推导出的频率方程,设计出用于碎石的超声振动系统,对所设计的超声振动系统振动性能进行有限元分析和试验测试,分析和试验结果表明,振动系统谐振频率的设计结果和有限元分析及测试结果的误差均在3%以内,测得碎石振动系统的振幅为25μm。
[Abstract]:The common ultrasonic vibration system is difficult to meet the requirements of small volume and large amplitude of lithotripsy in vivo. The design principle and method of ultrasonic vibration system with small volume and large amplitude are studied. According to the wave equation of arbitrary cross section bar, the design principle and method of ultrasonic vibration system with small volume and large amplitude are studied. The displacement equation and stress equation of a single cross section bar are obtained, and the frequency equation of ultrasonic vibration system is derived through the boundary conditions of the vibration system. According to the derived frequency equation, the ultrasonic vibration system for crushed stone is designed. The vibration performance of the designed ultrasonic vibration system is analyzed and tested by finite element method. The results of the analysis and test show that the error of the design result of the resonant frequency of the vibration system and the result of the finite element analysis and test are within 3%. The amplitude of the vibrational system is 25 渭 m.
【作者单位】: 大连交通大学机械工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51475066) 辽宁省自然科学基金资助项目(2014028019) 辽宁省教育厅科学研究基金资助项目(L2014181) 大连市科学技术基金资助项目(2013J21DW011)
【分类号】:TB559;TH77
【参考文献】
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1 顾煜炯,杨昆,朱萍;功率超声振动系统的有限元分析[J];华北电力大学学报;1999年01期
2 张崇峻,董惠娟,张广玉,王玉胜;超声振动钻孔半波长振动系统的设计[J];哈尔滨工业大学学报;2001年03期
3 杨小勇,刘德忠,费仁元,李剑锋,吴光中,管长乐;超声振动切割细胞系统的设计[J];机械设计与制造;2005年11期
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1 马付建;超声辅助加工系统研发及其在复合材料加工中的应用[D];大连理工大学;2013年
【共引文献】
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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 刘丽,张志谦,黄玉东,邵路,姜彬;超声作用对芳纶/环氧浸润行为的影响[J];材料科学与工艺;2002年01期
8 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
9 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
10 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
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1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
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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
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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 王应彪;超声椭圆振动换能器有限元动力学仿真研究[D];河南理工大学;2007年
【二级参考文献】
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1 林德春;潘鼎;高健;陈尚开;;碳纤维复合材料在航空航天领域的应用[J];玻璃钢;2007年01期
2 杨小平;黄智彬;张志勇;杨虎平;周宇君;;实现节能减排的碳纤维复合材料应用进展[J];材料导报;2010年03期
3 武瑛,严陆光,黄常纲,徐善纲;新型无接触电能传输系统的性能分析[J];电工电能新技术;2003年04期
4 孙跃;王智慧;戴欣;苏玉刚;李良;;非接触电能传输系统的频率稳定性研究[J];电工技术学报;2005年11期
5 张其馨,,罗建伟,冯友彬,贺思源,孙世宇,南南,陈健;碳纤维复合材料旋转超声控力钻孔的研究[J];电加工;1994年03期
6 朱武,张佳民;超声振动系统设计及性能分析[J];上海电力学院学报;2004年03期
7 刘丽华,顾煜炯,杨昆;智能化功率超声发生器的研制[J];电子器件;2002年01期
8 孙跃;陈国东;戴欣;苏玉刚;唐春森;王智慧;;非接触电能传输系统恒流控制策略[J];重庆大学学报;2008年07期
9 于坤;张长瑞;曹英斌;刘荣军;;C/SiC复合材料残余应力的电火花小孔法测定研究[J];国防科技大学学报;2009年02期
10 焦锋,赵波,刘传绍,徐可伟;PCD刀具超声振动车削SiC_p/Al复合材料时的切削力特性研究[J];工具技术;2002年08期
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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 张旭;感应耦合式电能传输系统的理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
3 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
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1 王文杰;C/E复合材料“以磨代铣”试验研究[D];大连理工大学;2010年
2 支新涛;高体分SiCp/Al复合材料超声高速铣削试验研究[D];河南理工大学;2011年
3 王怀斌;旋转超声磨削加工工艺及装置的研究[D];天津大学;2010年
4 张宗明;非接触电能传输系统电磁机构研究[D];重庆大学;2007年
5 何俊;颗粒增强铝基复合材料的超声振动切削技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6 董小磊;超声铣削SiCp/Al复合材料的机理研究[D];河南理工大学;2009年
7 李贵强;非接触电能传输系统功率传输和控制研究[D];郑州大学;2009年
8 薛嘉;基于DSP的超声波电源系统研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 倪皓;旋转超声加工及其关键技术的研究[D];天津大学;2009年
10 庞明鑫;非接触式超声电能传递装置的设计理论及实验研究[D];太原理工大学;2010年
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1 俞宏沛;楼成淦;仲林建;;高功率超声振动系统探讨[J];声学与电子工程;2010年02期
2 王艳东;李赫;王敏慧;鲍善惠;;锁相环跟踪超声振动系统谐振频率的改进[J];声学技术;2007年02期
3 林仲茂,马玉龙;塑料焊接超声振动系统的力负载对其电端阻抗的影响[J];声学技术;1992年Z1期
4 刘世清;王家涛;苏超;朱天宇;王娉婷;董飞;;径向复合功率合成超声振动系统[J];浙江师范大学学报(自然科学版);2012年01期
5 林书玉;张福成;;功率超声振动系统中横向振动的研究[J];陕西师大学报(自然科学版);1993年02期
6 程存弟,贺西平;功率超声振动系统研究进展[J];声学技术;1995年02期
7 程存弟,贺西平;功率超声振动系统研究进展[J];声学技术;1994年04期
8 梁召峰,周光平,张亦慧;ANSYS在功率超声领域中的应用[J];机械与电子;2005年08期
9 朱武;张佳民;;多峰超声振动系统频率自动搜索和跟踪[J];声学技术;2008年03期
10 林仲茂;功率超声振动系统及其应用的发展[J];物理;1979年05期
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1 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
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3 徐晓明;超声振动系统的仿真研究[D];北方工业大学;2014年
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本文编号:1545213
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