免费论文摘要：形式变换型功率超声振荡体例的安排及优化

跟着功率超声运用的进一步拓展，简单振荡形式的超声振荡体例已不许满意少许一定范围的运用需要。在超声荡涤、超声液体处置、超声化学、超声焊接以及超声中草药索取等上面，急迫须要各类辐射表面积较大的大功率超声振荡体例，在那些运用场所，一维纵向超声振荡体例常常很难实行全方位的大功率超声辐射。为了普及超声功率，增大低声波的效率范畴，以及符合于各别的超声处置东西，常常须要少许啮合振荡形式和形式变换型超声振荡体例。对于形式变换型超声振荡体例在处事时，一个振荡体例中生存起码两种或两种之上的啮合振荡模态，以是其安排表面、领会本领以及其振荡个性等较之简单振荡模态的振荡体例搀杂的多。所以，对准各别的形式变换型超声振荡体例创造相映的表面领会模子在工程安排中具备要害的表面意旨。同声，因为形式变换型超声振荡体例的搀杂性，为了安排出高本能的超声振荡体例，常常须要在表面领会计划的普通上借助有限元软硬件举行振荡本能领会仿真及优化安排。正文的重要处事是，鉴于振荡形式变换的思维，接洽了实用于超声焊接、超声液体处置及超声中草药索取等上面的新式大功率超声振荡体例，重要实质囊括：(1)把有限元软硬件ANSYS的参数化优化安排本领运用到超声振荡体例的优化安排中，引见了用ANSYS的参数化优化安排本领对超声振荡体例举行优化安排的本领和办法。该本领将为正文接洽的各类形式变换型大功率超声振荡体例的优化安排及其振荡本能的提高供给有益的扶助。(2)鉴于形式变换的思维，提出了经过纵-弯-纵振荡形式间的变换，实行大尺寸圆筒形东西头在较高频次下处事的新式形式变换型超声塑焊振荡体例。运用委曲振荡和啮合振荡表面，推导了该振荡体例的谐振频次方程。运用数值模仿和试验的本领接洽了该超声塑焊振荡体例的振荡本能，模仿和试验截止证明，振荡体例纵-弯-纵振荡形式变换有理，振荡功效鲜明，且振荡体例的辐射面位移振幅平均。接洽截止可望在超声塑料焊接范围赢得运用，同声为高频大尺寸超声振荡体例的安排供给了思绪。(3)提出了一种新式大功率啮合振荡环形超声辐射器，辐射器由纵振换能器及变幅杆鼓励一定尺寸的非金属圆环，使其能灵验地将纵向振荡变化为圆环的径向-轴向啮合振荡进而向环的径向、轴向辐射低声波，而且在环的重心产生聚焦声场。鉴于啮合振荡表面，推导了该辐射器的机电等效通路并运用等效通路法计划了振荡体例的谐振频次。借助于有限元软硬件ANSYS的参数化优化本领，对该环形辐射器举行了优化安排。在此普通上，接洽了啮合振荡环形超声辐射器的谐振个性及其辐射声场个性。经过对环形辐射器的振荡模态接洽创造，除去安排的径-轴啮合振荡模态外，辐射器还生存一个三次谐频模态同样具备较大位移振幅，具备确定的运用价格，所以该辐射器可在双频形式下处事。正文提出的形式变换型大功率啮合振荡环形超声辐射器可望在超声荡涤、中草药索取以及声化学等液体处置范围赢得运用。(4)为了普及超声辐射功率和增大低声波的效率范畴，鉴于振荡形式变换的思维，安排了一种大管径哑铃棒-管式高功率超声辐射器。辐射器由纵向夹心式压电换能器激励，经过哑铃状变幅杆实行夸大换能器端面位移振幅和输入端表面积的双重功效，实行在哑铃状变幅杆的输入端面贯穿比换能器径向尺寸更大的大管径非金属圆管并给非金属圆管更大的纵向激励位移振幅。当哑铃状棒形变幅杆和非金属圆管遭到换能器的纵向鼓励后，因为泊松效力变幅杆的大端及所有非金属圆管爆发一个搀杂的纵-径啮合振荡，进而在变幅杆的大端及圆管的径向和轴向均辐射低声波，增大辐射器的声辐射表面积。鉴于传输线表面和啮合振荡表面，推导了新式大管径哑铃棒-管式超声辐射器纵-径啮合振荡的机电等效通路，并由此获得了该辐射器的谐振频次方程。为了普及所有振荡体例的振荡本能，借助有限元软硬件ANSYS的参数化优化安排功效，对辐射器的构造尺寸举行了优化。领会了所有振荡体例的振荡本能、机电阻抗个性及管内和管外的辐射声场个性。该大管径哑铃棒-管式超声辐射器可动作一种聚焦式超声辐射器在管内贯串处置处置液，也可动作一种插入式高功率超声辐射器，向管壁外侧的径向及圆管的轴向辐射低声波，产生一个全方位超声辐射器。正文安排的新式大管径哑铃棒-管式高功率超声辐射器可望在超声浑水降解处置、大含量液体处置，底栖生物柴油制备以及声化学等范围赢得运用。正文的重要革新点：(1)把有限元软硬件ANSYS的参数化优化安排本领运用到超声振荡体例的优化安排中，普及了超声振荡体例的振荡本能。(2)鉴于形式变换的思维，提出了经过纵-弯-纵振荡形式间的变换，实行大尺寸圆筒形东西头在较高频次下处事的新式形式变换型超声塑焊振荡体例，灵验克复了大尺寸圆筒形超声东西头在广播段形式下处事噪声过大的题目。(3)提出了一种新式大功率啮合振荡环形超声辐射器，推导了所有振荡体例在径-轴啮合振荡形式下的机电等效通路，对该振荡体例的振荡本能及声场辐射个性举行了接洽，创造该振荡体例可用作双频超声振荡体例，灵验克复了单频超声振荡体例在处置液中因为驻波效力爆发的处置“盲区”题目。??? (4)为了普及超声辐射功率和增大低声波的效率范畴，鉴于振荡形式变换的思维，安排了一种大管径哑铃棒-管式高功率超声辐射器。辐射器由纵向夹心式压电换能器激励，经过哑铃状变幅杆实行夸大换能器端面位移振幅和输入端表面积的双重功效，实行在哑铃状变幅杆的输入端面贯穿大管径非金属圆管并使非金属圆管获得更大的纵向激励位移振幅，进而灵验地普及了辐射器的振荡本能而且增大了超声辐射表面积。推导了该超声辐射器在纵-径啮合振荡形式时的机电等效通路，并由此获得了该辐射器的谐振频次方程。领会了所有振荡体例的振荡本能、机电阻抗个性及管内和管外的辐射声场个性。该大管径哑铃棒-管式超声辐射器既可动作一种聚焦式超声辐射器在管内贯串处置处置液，也可动作一种插入式高功率超声辐射器，向管壁外侧的径向及圆管的轴向辐射低声波，产生一个全方位超声辐射器。

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