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纵振型超声变幅杆的等效四端网络 被引量:26
1
作者 贺西平 程存弟 《陕西师大学报(自然科学版)》 CSCD 1994年第1期87-88,共2页
纵振型超声变幅杆的等效四端网络贺西平,程存弟(陕西师范大学应用声学研究所,西安710062;第一作者,男,28岁,讲师)对由若干级变幅杆组合而成的复合变幅杆的设计方法,一般是按各级变幅杆的形状函数,解其相应的振动方程... 纵振型超声变幅杆的等效四端网络贺西平,程存弟(陕西师范大学应用声学研究所,西安710062;第一作者,男,28岁,讲师)对由若干级变幅杆组合而成的复合变幅杆的设计方法,一般是按各级变幅杆的形状函数,解其相应的振动方程,利用边界条件确定其方程中的待定系... 展开更多
关键词 超声变幅杆 四端网络 纵振型
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基于四端网络法的超声变幅杆设计 被引量:24
2
作者 朱武 张佳民 《上海电力学院学报》 CAS 2004年第4期21-23,共3页
从变截面杆作一维纵振动的运动方程出发,建立机械四端网络的数学模型及传输特性方程,导出了圆锥形变幅杆的频率方程和振速比.并在此基础上,用四端网络法设计了工作频率为20kHz的圆锥形超声变幅杆.
关键词 超声变幅杆 运动方程 一维 频率方程 传输特性 形变 振动 圆锥形 纵振 变截面
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旋转超声加工振动系统的研究 被引量:16
3
作者 张向慧 钱桦 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期218-221,共4页
利用振动理论进行旋转超声振动系统的结构设计,可以获得振动系统的放大系数,应力分布和速度分布等重要参数。并把ANSYS有限元分析软件应用于简单的阶梯形变幅杆进行模态分析,得到共振频率19575Hz,设计误差仅为2.12%,证明其有限元方法能... 利用振动理论进行旋转超声振动系统的结构设计,可以获得振动系统的放大系数,应力分布和速度分布等重要参数。并把ANSYS有限元分析软件应用于简单的阶梯形变幅杆进行模态分析,得到共振频率19575Hz,设计误差仅为2.12%,证明其有限元方法能够满足旋转振动系统的工程设计要求,从而提高其设计的效率和可靠性。 展开更多
关键词 旋转超声加工 超声振动系统 超声换能器 变幅杆 工具杆
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余弦形过渡段阶梯形变幅杆研究 被引量:15
4
作者 梁召峰 林书玉 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期32-35,共4页
推导出余弦形单一超声变幅杆的等效四端网络参量.基于传递矩阵法,得到了具有余弦形过渡段阶梯形变幅杆的频率方程和振幅放大系数.在对前后段相等的这种复合变幅杆分析后发现,用余弦形变幅杆作阶梯形变幅杆的过渡段,可以得到较好的效果.
关键词 超声变幅杆 余弦形 传递矩阵 频率方程 振幅放大系数
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四端网络法统一变幅杆的性能参量 被引量:13
5
作者 高洁 贺西平 胡静 《声学技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期87-89,共3页
超声变幅杆是超声加工装置中的一个重要的组成部分,其种类较多,且每一种类的各项参数计算较复杂和繁琐,给实际设计带来困难。利用四端网络的方法,对各类型变幅杆的性能参量,包括频率方程、放大系数、位移节点、输入阻抗等性能参量进行... 超声变幅杆是超声加工装置中的一个重要的组成部分,其种类较多,且每一种类的各项参数计算较复杂和繁琐,给实际设计带来困难。利用四端网络的方法,对各类型变幅杆的性能参量,包括频率方程、放大系数、位移节点、输入阻抗等性能参量进行了统一表达,大大简化了变幅杆的计算,便于工程设计。 展开更多
关键词 变幅杆 四端网络 形状函数
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指数形负载超声变幅杆频率方程与放大系数的研究 被引量:11
6
作者 姚文苇 林书玉 王亚雄 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期53-55,58,共4页
求解了加负载时超声变幅杆的放大系数,得到了加负载时放大系数的统一算式.利用变幅杆纵向振动四端网络等效电路,计算了指数形变幅杆负载为纯阻与纯抗时纵向振动共振频率方程和放大系数.通过Matlab软件绘制了共振频率及放大系数随负载变... 求解了加负载时超声变幅杆的放大系数,得到了加负载时放大系数的统一算式.利用变幅杆纵向振动四端网络等效电路,计算了指数形变幅杆负载为纯阻与纯抗时纵向振动共振频率方程和放大系数.通过Matlab软件绘制了共振频率及放大系数随负载变化的曲线.结果表明,负载较小时,频率与放大系数有较快的改变;负载较大时,频率与放大系数变化较小,基本趋于稳定. 展开更多
关键词 超声变幅杆 共振频率 放大系数 负载
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带中心孔的复合超声变幅杆设计及性能分析 被引量:11
7
作者 马付建 康仁科 +3 位作者 董志刚 刘宇 沙智华 张生芳 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第6期51-55,共5页
带中心孔的变幅杆可以实现旋转超声加工的中心供冷却液或气体,具有良好的冷却和排屑效果。针对单一形状变幅杆难以实现大振幅的超声振动,对带中心孔的复合超声变幅杆的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到带中心孔... 带中心孔的变幅杆可以实现旋转超声加工的中心供冷却液或气体,具有良好的冷却和排屑效果。针对单一形状变幅杆难以实现大振幅的超声振动,对带中心孔的复合超声变幅杆的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到带中心孔单一形状变幅杆的传输方程和传输矩阵,并通过对总体四端网络的传输方程和传输矩阵的运算,推导出带中心孔的圆锥过渡复合变幅杆的频率方程和放大倍数的一般公式。根据推导出的频率方程,设计出典型的复合变幅杆,并对所设计的变幅杆进行频率测试,测得的变幅杆频率与理论计算频率的误差在5%以内。研究带中心孔的圆锥过渡复合变幅杆各段长度及中心孔直径对变幅杆频率的影响规律,为复合变幅杆设计和调整提供了理论依据。 展开更多
关键词 超声 复合变幅杆 中心孔 四端网络 传输矩阵
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超声变幅杆与杯型工具一体化设计 被引量:11
8
作者 马付建 董志刚 +2 位作者 康仁科 张生芳 沙智华 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期231-236,共6页
基于细长杆纵振理论和薄圆盘振动理论,针对超声变幅杆与杯型工具开展一体化设计研究。通过分析各段的振动模态,将超声变幅杆和杯型工具的振动分为"纵-弯-纵"三个部分,分别建立三段位移和应力函数及边界条件,推导得出超声变幅... 基于细长杆纵振理论和薄圆盘振动理论,针对超声变幅杆与杯型工具开展一体化设计研究。通过分析各段的振动模态,将超声变幅杆和杯型工具的振动分为"纵-弯-纵"三个部分,分别建立三段位移和应力函数及边界条件,推导得出超声变幅杆和杯型工具的总体频率方程。根据得到的总体频率方程,设计出典型的超声变幅杆和杯型工具。对所设计的超声变幅杆和杯型工具的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,超声变幅杆和杯型工具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10%以内,验证了所建立的超声变幅杆和杯型工具的频率方程的正确性,并分析了各段长度和半径对超声变幅杆和杯型工具谐振频率的影响规律,为其谐振频率的修正提供了依据。 展开更多
关键词 机械振动 模态分析 超声 变幅杆 杯型工具
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具有大振幅放大系数的倒锥形变幅杆 被引量:10
9
作者 张然 贺西平 王照伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期143-149,共7页
有些超声处理的应用中,为了使处理范围大、效率高,希望变幅杆有大的输出面积,但小端面输入大输出面变幅杆的放大系数往往小于1。为了满足实际加工中振幅放大系数与应力的要求,提出了一种前端开横向矩形通孔的倒锥形变幅杆。计算了输出... 有些超声处理的应用中,为了使处理范围大、效率高,希望变幅杆有大的输出面积,但小端面输入大输出面变幅杆的放大系数往往小于1。为了满足实际加工中振幅放大系数与应力的要求,提出了一种前端开横向矩形通孔的倒锥形变幅杆。计算了输出端面位移分布规律与平均放大系数,放大系数大于同尺寸的实心变幅杆。研究了孔的几何尺寸对杆放大系数及谐振频率的影响。进一步将变幅杆的平均放大系数作为目标函数进行了优化设计,得到了大放大系数变幅杆的最优开孔尺寸。把优化后变幅杆的四个直角改为了弧形角,减小了(横向)、避免了(纵向)应力集中,该研究对此也进行了分析。 展开更多
关键词 矩形通孔 超声变幅杆 位移分布 放大系数
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A1超声塑焊变幅器的有限元分析 被引量:5
10
作者 林仲茂 陆建华 《声学技术》 CSCD 1996年第4期153-156,共4页
本文根据有限元原理自编了MVUH程序,可以在微机上运行,并对超声塑料焊接用的变幅器(焊头)进行分析计算。比较了平板变幅器开槽前后以及槽宽对固有频率及变幅器工作端面位移振幅分布的影响,表明开槽后变幅器的固有频率下降,位... 本文根据有限元原理自编了MVUH程序,可以在微机上运行,并对超声塑料焊接用的变幅器(焊头)进行分析计算。比较了平板变幅器开槽前后以及槽宽对固有频率及变幅器工作端面位移振幅分布的影响,表明开槽后变幅器的固有频率下降,位移分布较均匀,而槽加宽时固有频率略有下降。为检验程序的正确性,曾用ADINA程序包进行计算比较,得到较满意的结果,并对固有频率进行实验验证。 展开更多
关键词 塑料 焊接 超声波焊接 变幅器 有限元法
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基于ABAQUS多频率超声变幅杆稳态及谐响应分析 被引量:9
11
作者 陈广鹏 江京亮 +3 位作者 赵官传 刘新福 王德祥 孙传东 《机床与液压》 北大核心 2019年第11期147-150,共4页
超声加工技术已经涉及到了多个领域,超声变幅杆是超声加工处理设备中超声振动系统的重要组成部分之一。为了对多频率超声变幅杆进行对比分析,以圆锥形变幅杆为例,选取25、30、35kHz振动频率的变幅杆,运用ABAQUS大型非线性有限元仿真软件... 超声加工技术已经涉及到了多个领域,超声变幅杆是超声加工处理设备中超声振动系统的重要组成部分之一。为了对多频率超声变幅杆进行对比分析,以圆锥形变幅杆为例,选取25、30、35kHz振动频率的变幅杆,运用ABAQUS大型非线性有限元仿真软件,对多频率变幅杆进行稳态及谐响应分析研究。对多频率变幅杆进行稳态对比分析,在圆锥形变幅杆添加力载荷,对比分析不同频率变幅杆的位移及应力变化曲线,得出多频率变幅杆在稳态分析及谐响应过程中的变化规律。 展开更多
关键词 超声加工 超声变幅杆 稳态分析 谐响应分析
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超声纵振动空心变幅杆的特性 被引量:9
12
作者 王维鸽 贺西平 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期43-47,共5页
基于解析法推导了内孔分别为锥形和柱形的锥形变幅杆的频率方程及各参数表达式,利用有限元法计算了这两种变幅杆和对应空心部分填实后实心杆的应力及振动位移沿轴向分布的规律。结果表明:谐振频率和面积系数相同时,内孔为锥形杆的放大... 基于解析法推导了内孔分别为锥形和柱形的锥形变幅杆的频率方程及各参数表达式,利用有限元法计算了这两种变幅杆和对应空心部分填实后实心杆的应力及振动位移沿轴向分布的规律。结果表明:谐振频率和面积系数相同时,内孔为锥形杆的放大系数最大,柱孔杆次之,实心锥形变幅杆最小;各变幅杆的位移节点与应变极大位置之和近似等于其半波长谐振长度。进一步还证明了空心变幅杆与实心变幅杆具有相同的等效电路。 展开更多
关键词 超声变幅杆 放大系数 位移节点 应变极大值点 等效电路
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碟形超声变幅杆的设计 被引量:8
13
作者 李阿杰 徐兵 +1 位作者 李喜峰 张建华 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第1期133-141,共9页
优化超声变幅杆的形状结构可有效地提高水域声场分布和空化区域,提升对水域超声空化效果。通过模拟分析发现传统超声变幅杆在水域中具有声场分布均匀性差、变幅杆端部声压高等特征,不利于声波在水域中传播。基于此,提出并优化设计了一... 优化超声变幅杆的形状结构可有效地提高水域声场分布和空化区域,提升对水域超声空化效果。通过模拟分析发现传统超声变幅杆在水域中具有声场分布均匀性差、变幅杆端部声压高等特征,不利于声波在水域中传播。基于此,提出并优化设计了一种具有碟形结构的变幅杆,位于变幅杆的最大振幅处的碟形结构,有更大的振动位移;模拟表明其水域声场和声压均衡度显著优于传统变幅杆,铝箔空化腐蚀实验进一步证实了其水域中的声压分布均匀性。同时,实验通过铝箔的空化腐蚀、KI剂量测定及工件表面油渍去除对比了传统变幅杆和碟形变幅杆,分析表明碟形变幅杆所在水域中有较大的空化腐蚀区域,腐蚀速率明显提升,声化学反应速率提高,油渍去除程度增强,说明了设计的碟形变幅杆能够促进空化泡的产生,增加水域空化区域。 展开更多
关键词 超声空化 变幅杆 空化腐蚀 KI剂量测定 COMSOL模拟
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考虑负载影响的阶梯形超声变幅杆动力特性 被引量:8
14
作者 谢欣平 田阿利 +1 位作者 王自力 尹晓春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期157-161,178,共6页
考虑与加工工件表面高频重复撞击对结构动力特性的影响,基于瞬态波传播理论,研究周期激励下阶梯形超声变幅杆重复撞击加工工件的瞬态动力响应,及负载对变幅杆放大特性的影响。首先,建立阶梯形变幅杆力学模型,采用瞬态波响应法分别对接... 考虑与加工工件表面高频重复撞击对结构动力特性的影响,基于瞬态波传播理论,研究周期激励下阶梯形超声变幅杆重复撞击加工工件的瞬态动力响应,及负载对变幅杆放大特性的影响。首先,建立阶梯形变幅杆力学模型,采用瞬态波响应法分别对接触过程和分离过程动力控制方程进行求解,得到适用于任意级数的阶梯形变幅杆的特征项传递函数,和重复撞击系统的瞬态响应理论解。以工程中常用的三级阶梯形变幅杆为算例,分析了不同外载频率下变幅杆重复撞击动力特性和负载工件对变幅杆聚能效果的影响,得出考虑加工件撞击产生的瞬态响应下的变幅杆放大系数,小于自由振动空载的设计值。可为精细超声加工变幅杆的设计提供更为精确的理论依据。 展开更多
关键词 变幅杆 瞬态波 超声加工 放大系数 动力特性
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超声波导入杆与振动子之间的共振度对铝合金铸锭组织的影响及其模拟试验 被引量:3
15
作者 李军文 桃野正 《轻合金加工技术》 CAS 2004年第5期6-8,32,共4页
研究了在超声波导入杆与振动子之间的各种共振度下,超声波振动对Al Si合金,Al Zn合金铸锭组织的影响,分析了超声波对铝合金铸锭细化的作用效果。结果表明:随着超声波导入杆与振动子之间的共振程度的增加,铸锭的细化效果也大幅度增加。... 研究了在超声波导入杆与振动子之间的各种共振度下,超声波振动对Al Si合金,Al Zn合金铸锭组织的影响,分析了超声波对铝合金铸锭细化的作用效果。结果表明:随着超声波导入杆与振动子之间的共振程度的增加,铸锭的细化效果也大幅度增加。并用氯化铵水溶液对这一结果进行了模拟试验。 展开更多
关键词 铝合金 铸锭 组织 超声波导入杆 振动子 共振度 晶粒细化
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高能聚焦超声波清洗声学系统的有限元分析 被引量:7
16
作者 王奇芳 张云电 《机电工程》 CAS 2007年第1期15-18,共4页
鉴于高能聚焦超声波清洗机声学系统的复杂性,利用传统的解析法对其进行动态分析有一定的困难,利用有限元方法对其进行分析。借助有限元分析软件ANSYS对便携式超声波清洗机的声学系统进行了模态分析及谐响应分析,从理论上验证了声学系统... 鉴于高能聚焦超声波清洗机声学系统的复杂性,利用传统的解析法对其进行动态分析有一定的困难,利用有限元方法对其进行分析。借助有限元分析软件ANSYS对便携式超声波清洗机的声学系统进行了模态分析及谐响应分析,从理论上验证了声学系统的动态特性。 展开更多
关键词 压电换能器 超声变幅杆 模态分析 谐响应分析
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超声波在引线键合机变幅杆中的传递规律 被引量:5
17
作者 王福亮 李军辉 +1 位作者 韩雷 钟掘 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1017-1020,共4页
基于解析模型的方法,研究了超声波在热超声金丝球引线键合机变幅杆中的传递规律。在忽略变幅杆横向惯性效应,假定线弹性、无阻尼情况下,考虑变幅杆纵向微小振动,从一维变截面杆振动方程出发,建立热超声金丝球引线键合机复合变幅杆的动... 基于解析模型的方法,研究了超声波在热超声金丝球引线键合机变幅杆中的传递规律。在忽略变幅杆横向惯性效应,假定线弹性、无阻尼情况下,考虑变幅杆纵向微小振动,从一维变截面杆振动方程出发,建立热超声金丝球引线键合机复合变幅杆的动力学方程,推导它的频率方程,获得各阶振型。研究结果表明在变幅杆的各阶振型中,两端都是位移腹点,但是幅值不同,这也是变幅杆可以传递超声波的原因;夹持器应只有位于位移节点,才能为变幅杆系统提供支撑的同时不对超声波传递产生影响。 展开更多
关键词 超声波 变幅杆 引线键合
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超声波塑料焊接机的振动系统设计 被引量:7
18
作者 陆晓燕 《装备制造技术》 2010年第4期58-60,共3页
就超声波塑料焊接机的振动系统进行设计和计算,并用PRO-E三维软件绘出三维模型,最后进行频率分析,为超声振动系统提供了有用的设计方法。
关键词 超声波 塑料焊接机 超声换能器 变幅杆
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基于超声振动加工变幅杆的优化设计 被引量:7
19
作者 张德琪 沈景凤 陈俊豪 《农业装备与车辆工程》 2021年第10期131-134,共4页
为确定超声振动加工机床变幅杆的类型和参数,分析了超声变幅杆在超声振动加工的主要作用,提出了一种优化设计超声变幅杆的方法。结合工程实例,建立了变幅杆的数学模型,得到变幅杆的基本尺寸参数,用SolidWorks软件建立超声变幅杆的三维模... 为确定超声振动加工机床变幅杆的类型和参数,分析了超声变幅杆在超声振动加工的主要作用,提出了一种优化设计超声变幅杆的方法。结合工程实例,建立了变幅杆的数学模型,得到变幅杆的基本尺寸参数,用SolidWorks软件建立超声变幅杆的三维模型,使用有限元分析模块进行模态分析和谐响应分析,根据分析结果确定优化参数,使用SolidWorks优化算例进行优化。结果表明,优化设计的超声变幅杆可以满足超声振动加工机床的需求,且工作性能有较大的提升,理论求解-有限元分析优化方法在设计变幅杆上具有准确性和高效性的特点。 展开更多
关键词 超声加工 超声变幅杆 有限元分析 优化设计 谐响应分析
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频率修正在超声变幅杆设计中的研究与应用 被引量:7
20
作者 梁延德 梅景放 +2 位作者 何福本 周其波 魏剑宇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第2期212-215,共4页
超声变幅杆在沿轴线方向作纵向振动时,由于存在泊松效应,纵向振动会引起变幅杆沿径向方向的横向振动。传统变幅杆在设计过程中,忽略横向振动的影响则会导致计算出的谐振频率高于实际频率。为了让变幅杆理论设计谐振频率与实际频率相符合... 超声变幅杆在沿轴线方向作纵向振动时,由于存在泊松效应,纵向振动会引起变幅杆沿径向方向的横向振动。传统变幅杆在设计过程中,忽略横向振动的影响则会导致计算出的谐振频率高于实际频率。为了让变幅杆理论设计谐振频率与实际频率相符合,分别对简单圆柱杆和阶梯形变幅杆进行研究,推导出常用半径比范围内简单阶梯形变幅杆的频率修正公式,使其满足设计和使用要求,并可以减少能量传输过程中的能量损耗。 展开更多
关键词 超声变幅杆 谐振频率 有限元法 能量传输
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