径向穿孔超声变幅杆纵振特性的有限元分析

• 作者: 刘世清 麻磊磊
• 来源期刊: 浙江师范大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 变幅杆 径向穿孔 纵向振动 机电等效电路 共振频率 位移及振速放大系数
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 物理
• 页码范围: 264-268
• 页数: 5页
• 分类号: O426.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.16218/j.issn.1001-5051.2020.03.004

摘要

为解决大功率超声换能器的发热问题,对径向穿孔变幅杆的纵向振动特性进行了研究.利用有限元数值仿真方法探讨了穿孔深度、孔径及穿孔数量对变幅杆共振频率的影响,以及有无穿孔情况下其轴上位移振幅及振速的分布.结果表明:一端穿孔使得变幅杆谐振频率增大,节面穿孔使得变幅杆谐振频率降低,且基频频率仿真结果和理论计算结果的相对误差随穿孔数量、孔径及穿孔深度的增加而减小;不同位置穿孔对等截面及变截面变幅杆位移及振速放大系数影响均不大,且均对变幅杆节面位置影响很小;一端穿孔的变幅杆可获得更高的振动位移及振速;数值计算与有限元仿真结果较好吻合.此结果将有利于散热型大功率超声换能器的研究.