夹角型纵振变幅杆的设计与应用课件.ppt
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1、夹角型纵振变幅杆的设计与应用贺西平贺西平,张海岛张海岛陕西师范大陕西师范大应用声学研究所应用声学研究所,西安西安 710062710062u传统的超声振动系统产生沿轴向方向的伸缩振动传统的超声振动系统产生沿轴向方向的伸缩振动,正如正如 它们的结构沿长度方向组成一样它们的结构沿长度方向组成一样.雕刻雕刻乳化乳化打孔打孔焊接焊接图图1 1 功率超声加工的些应用功率超声加工的些应用u 2013:Tadeusz G,Lukasz P P,Krzysztof J O.Ultrasonic transducers with directional converters of vibration of lo
2、ngitudinal-longitudinal(L-L)type and longitudinal-longitudinal-longitudinal(L-L-L)type intended to work in gaseous media,In:Proceedings of Meetings on Acoustics.Montreal:Session 5ASA,2013,1-6图图2 L-L-L2 L-L-L型振动转换体型振动转换体 本文本文提出了一种新型的夹角型变幅杆,对该型变幅杆提出了一种新型的夹角型变幅杆,对该型变幅杆进行了有限元设计进行了有限元设计,并,并测试了变幅杆的振型测试了变幅
3、杆的振型、放大系数放大系数 u实际中实际中,有的应用需要改变纵振动传输方向有的应用需要改变纵振动传输方向,如弯曲管子如弯曲管子 内表面的清洗内表面的清洗、狭小空间也需改变振动传输方向、狭小空间也需改变振动传输方向u另外,若与换能器连接的变幅杆能实现一端输入、多端另外,若与换能器连接的变幅杆能实现一端输入、多端 输出,则能加工或处理多个对象,起到降低生产成本、输出,则能加工或处理多个对象,起到降低生产成本、提高效率的作用提高效率的作用为达到以上的目的1 1 夹角型变幅杆夹角型变幅杆图图3 3 夹角型变幅杆的结构示意图夹角型变幅杆的结构示意图2.1 振型与放大系数振型与放大系数材料为材料为45#钢
4、钢,有限元方法有限元方法设计设计了了下下表中的表中的几几种尺寸的变幅杆种尺寸的变幅杆2 有限元设计有限元设计No.l1/mmr1/mml2/mmr2/mmfe/HzMe1#557.5557.5302230812#557.5507.530238690.9883#557.550530214112.334#557.5557.5452186315#557.5507.545235880.9336#557.550545210002.367#557.5557.5602170118#557.5507.560235550.8799#557.550560207502.6310#557.5657.545195131
5、.13表表1 1 变幅杆有限元计算结果变幅杆有限元计算结果图图4 4 夹角型变幅杆的纵振振型夹角型变幅杆的纵振振型计算结果表明:计算结果表明:变幅杆的放大系数与输入杆及输出杆的相对尺寸变幅杆的放大系数与输入杆及输出杆的相对尺寸有关有关,也与,也与夹角夹角有关有关(但不灵敏但不灵敏).1)两者几何)两者几何尺寸相同时尺寸相同时,放大系数为放大系数为1.2)输入杆与输出杆半径相同输入杆与输出杆半径相同时:后者时:后者长度小于长度小于前者前者时时,放大系数放大系数 小于小于1,且放大系数随角度的增大略微减小且放大系数随角度的增大略微减小;当当后者后者长度大于长度大于前前 者者时时,放大系数大于放大系
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