具有夹角结构纵振动变幅杆的设计方法
Abstract
<p indent="0mm">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VibPilot系统测试的变幅杆频率基本一致; 后与谐振频率为19.8 kHz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.</p>
