利用电感拾振器测量变幅杆的位移振幅

本文研究了电感拾振器在测量超声振动系统位移振幅中的应用。实验中采用了强磁性的永久磁铁作为拾振器的偏磁,大大提高了它的灵敏度。实验表明,这种拾振器不仅可用于铁磁性振动物体的位移测量。而且也可用于铝合金、钛合金等非铁磁性金属振动物体的位移测量,文中给出了拾振器的结构及用激光干涉测振法得出的拾振器的输出电压与位移振幅的校正曲线。当然这种拾振器也可用于其他的类似的振动系统中振动的测量,监视与控制讯号的拾取。     

前端开孔的大振幅柱型超声变幅杆

提出了一种前端开横向矩形通孔的柱型变幅杆.利用有限元方法计算了谐振频率下振幅放大倍数和输出端面位移分布,研究了孔尺寸对变幅杆谐振频率的影响并优化了孔尺寸,得到最大放大倍数,与传统变幅杆相比放大倍数有大幅提高.分析了优化前后变幅杆的应力.将变幅杆与换能器相连接,激光测振仪测试了振动系统的频率、振型、变幅杆的输出端面位移分布及相对于变幅杆输入端的振幅放大倍数,测试结果与有限元计算结果一致.测试结果还表明激励电压与变幅杆输出端位移具有线性关系.     

用电子计算机编制超声变幅杆设计用表

变幅杆是超声波振动装置的关键元件之一,其设计计算比较复杂,特别是要解一系列超越方程,使计算更显困难。但定义三个新系数并经适当变换后,可使其计算公式和方程变成只含一个自变量,因而可用电子计算机编制设计用表,使设计计算十分简便准确。本文第(一)部分介绍最常用的简单指数型、圆锥型、悬链线型和等长圆柱的阶梯型半波谐振变幅杆公式和方程的变换方法、利用电子计算机计算的顺序方框图和设计用表的使用举例。含指数型、圆锥型、悬链线型过渡段的阶梯型半波谐振复合型变幅杆的设计计算比简单型变幅杆更复杂和困难些,但其可扩大变幅杆使用的适应范围。本文第(二)部分是对经过与第(一)部分类似变换后的这三种复合型变幅杆进行计算的方法简述、计算结果概述和使用设计用表进行变幅杆类型的对比选择和设计计算的例子。     

用激光双光栅法测量微小位移的实验研究

本文介绍了激光双光栅法测量微小位移的原理及方法,研究了音叉频率、功率、振幅三者之间的关系,分析了音叉谐振曲线的规律性,讨论了改变音叉有效质量对谐振曲线影响。     

超声变幅杆的扭转振动特性研究

利用变幅杆等效四端网络,首次对扭转振动超声变幅杆在负载为纯力抗和纯力阻时,分别推出了扭转振动变幅杆的频率方程及放大系数一般表达式,计算了圆锥类负载扭转变幅杆频率方程和放大系数,并绘制了共振频率和放大系数随抗性、阻性负载的曲线图,为扭转变幅杆的设计提供理论基础。     

余弦形超声变幅杆的改进

推导了改进的余弦形超声变幅杆的频率方程、各参数的计算公式以及等效四端网络传输矩阵参量，并与其它类型的变幅杆进行比较．结果表明，余弦形变幅杆具有和指数形变幅杆相同的放大系数和频率方程，同样可作为单一变幅杆使用．     

扭转振动超声变幅杆的负载特性研究

文章在等效网络的基础上,首次对扭转振动变幅杆在负载为纯力抗和纯力阻时,分别推出了扭转负载变幅杆的频率方程及放大系数一般表达式,计算了圆锥类负载扭转变幅杆频率方程和放大系数,并绘制了共振频率和放大系数随抗性、阻性负载的曲线图,并对结果进行分析,为扭转变幅杆的设计提供理论基础。     

幂函数超声变幅杆理论研究与模态分析

依据变截面杆纵向振动波动方程，给出了幂函数形变幅杆的频率方程及重要参数计算公式，并与其他类型变幅杆进行比较．结果表明，幂函数变幅杆具有与指数形变幅杆相同的放大系数，与阶梯形变幅杆有相同的谐振长度，且这种变幅杆不存在截止频率．用有限元软件Ansys进行模态分析表明，幂函数形变幅杆共振频率的模态分析值与一维理论值吻合．     

纵振型超声变幅杆的等效四端网络

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...     

超声引线键合中复合变幅杆的优化设计

超声波变幅杆的结构影响键合质量,通过纵向声波在变幅杆中的波动方程,建立了振动位移数学模型及振幅放大系数模型。以变幅杆的许用强度为约束条件,放大系数为优化目标,构建了变幅杆机构的优化设计数学模型,并进行了实例分析,为变幅杆实际应用奠定了理论基础。     

纵、扭振超声变幅杆两用设计用表及其编制的理论依据

本文从分析扭振与纵振件的振动方程出发,指出扭振杆与纵振秆在外形变化规律、性能及尺寸参数表达式及数值上的相应关系,进而利用这些关系编制出简单指数型、圆锥型——类圆锥型、悬链线型——类悬链线型以及阶梯型纵振——扭振超声变幅杆设计用数据表,并绘出了各参数对比曲线,概述了各种变幅杆参数变化规律及对比情况,举了设计实例。数据表及图线所讨论的直径比范围是:扭振杆N_T=10,纵振杆相应至N_L=100。     

超声变幅杆振动温升及其对振动稳定性的影响

在变幅杆振动中,变幅杆的自身阻尼特性以及与螺栓/工具头的耦合会导致明显温升.为研究该温升特性并探讨其对变幅杆振动稳定性的影响,采用数值模拟得到了纵振变幅杆的总功耗密度和温度分布;通过红外热成像测试对变幅杆理论温升进行了验证,并分析了不同材料的螺栓与工具头连接对温升的影响.结合数值模态分析与实验分析,进一步探讨了温升对变幅杆谐振频率与振幅的影响规律.结果表明,变幅杆连续运行时温升趋于平衡,该平衡点取决于螺栓材料、变幅杆材料和环境因素.对于低阻尼TC4钛合金变幅杆,螺栓处能量损耗为主要热源,其中45钢螺栓发热量占97.7%,而采用TC4钛合金螺栓和TU2紫铜工具头可显著减小温升.同时发现,变幅杆谐振频率与温升成线性负相关,振幅因温升有所降低,二者均稳定在平衡温度点.     

超声纵振动空心变幅杆的特性

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。     

变幅杆连接结构对超声能量传递效果的影响

旋转超声加工是加工硬脆材料的一种较好方法,要实现良好的旋转超声加工,必须设计满足多方面要求的超声振动系统,以实现超声能量传递的最大化。超声振动系统的变幅杆连接结构分为传统连接结构、锥面定位连接结构、两面定位连接结构。在理论分析的基础上,对3种连接结构的变幅杆超声能量传递效果进行了对比实验研究,结果表明:在相同的实验条件下,传统连接结构最有利于超声能量的传递,但兼顾超声能量传递和回转精度两方面指标,两面定位的变幅杆连接结构最为合理。     

夹角型超声变幅杆的矩阵解析法

对新型的夹角型超声变幅杆的设计方法进行研究,借鉴传输矩阵法的思想利用一维振动理论推导了均匀杆两端界面各矢量间关系的特性矩阵,结合变幅杆连接处位移、力、转角和力矩的连续条件得到了夹角型超声变幅杆谐振频率的矩阵解析法.计算了不同尺寸变幅杆的谐振频率,计算结果与实验测试结果相一致.     

复合超声纵振型变幅杆的简化设计

传统设计复合纵振变幅杆的方法是利用各形状函数杆之间的位移和力连续的边界条件，确定方程中的待定系数，导出频率方程，利用各形状函数分界面之间机械阻抗相等的方法设计复合纵振变幅杆，可简化设计，物理意义明显，这种方法也适用于复合扭振变幅杆的设计。     

用激光散射法测量微粒的线度及其分布

本文讨论了小角散射图样与微粒线度之间关系,测量了散射图样中的光强分布,并将其经计算机分析和处理,得出微粒线度及其分布。