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相似文献
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1.
弯张壳体装配位移的理论计算及实验测量   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
精确地控制施加于驱动元件上的预应力,对换能器设计有着重要意义,本文结合我们的课题研究工作,用有限元方法,计算了Ⅶ型水声弯张换器壳体给驱动元件施加一定预应力时,壳体所需的装配位称的大小,并通过初步实验作了验证,本文的计算及装配方法,可以推广到其它类型的弯张换能器中。  相似文献   

2.
研究了一种将多个椭圆弯张壳体在短轴方向进行机械叠合的超低频弯张换能器,每个弯张壳体采用超磁致伸缩材料进行驱动。推导了多个叠合壳体的等效电路,利用支路阻抗方法得到了换能器频率和阻抗的方程表达式。针对多个壳体叠合的结构复杂性,采用有限元方法计算并分析了叠合壳体换能器的多个结构点的振动位移分布,通过平动位移分布设计了活塞辐射面的结构参数。将有限元方法计算的换能器在空气中和水中的谐振频率与等效电路法计算的结果进行了对比,符合较好。研制了6个壳体叠合的超低频弯张换能器样机,换能器外形尺寸为Φ230×630 mm,重量为39 kg。换能器经湖上试验,水中谐振频率130 Hz,最大发送电流响应161.1 dB,最大发射声源级为180.4 dB,实现了超低频、小尺寸的发射能力。   相似文献   

3.
长轴加长型宽带弯张换能器   总被引:2,自引:1,他引:2  
Ⅳ型弯张换能器的机械品质因数较高,带宽不宽.为改善其带宽性能,在椭圆管形弯张壳体的基础上,利用多模态耦合的原理,提出了一种长轴加长型弯张换能器.以新型弛豫铁电单晶铌镁酸铅—钛酸铅(PMNT)为驱动材料,利用有限元软件ANSYS对弯张换能器进行了设计分析并制作了换能器样机.测量得到在1.6~16 kHz的频率范围内,换能器的最大发送电压响应136 dB,响应起伏7.8 dB.理论分析与实验结果表明,与Ⅳ型弯张换能器相比,长轴加长型弯张换能器在保持频率低,响应高等优点的同时,显著拓宽了弯张换能器的带宽.  相似文献   

4.
提出一种利用多模态耦合的低频、宽带、大功率的新型弯张换能器,其结构上将两椭圆的Ⅳ型弯张壳体沿长轴方向串联为一体,两组长压电陶瓷堆贯穿其中驱动。利用有限元软件设计并制作一款此新型换能器的样机,其工作频带通过耦合壳体前三阶弯曲模态及压电陶瓷堆纵振模态与壳体膜模态的复合模态展宽。经测试在1.4~6.0 kHz范围内,样机的发射电压响应大于128.5dB,声源级大于190dB。结果表明,此弯张换能器与只利用一阶弯曲模态的Ⅳ型弯张换能器相比不仅有更宽的工作带宽,还满足低频和大功率的声辐射要求。  相似文献   

5.
四边型弯张换能器通常工作带宽较窄,为了提高带宽性能,对四边型弯张换能器振动及辐射特性进行了研究,重点分析壳体结构参数对换能器发送电压响应的影响。根据分析结果提出了拓宽换能器工作带宽的方法,利用有限元软件进行了仿真计算并制作了四边型弯张换能器样机。测量得到在2.4~5 kHz的频率范围内,换能器的最大发送电压响应值达到140 dB,带内起伏4 dB,有限元仿真结果与实验结果吻合较好。研究结果表明设计的四边型弯张换能器不仅能够低频工作,并且可以在小尺寸下实现大功率发射,同时还具备宽带发射特性。  相似文献   

6.
首次分析了磁致伸缩换能器各组件有限单元中的能量关系,由此导出了磁致伸缩换能器有限元设计的动力学方程;计算了Ⅶ型弯张换能器壳体及弯张换能器的振动模态,指出在诸模态中存在一呼吸模式,技能器若是工作在这一呼吸模式上,将能获得较大的体积速度及较高的声源级。  相似文献   

7.
单侧外部驱动弯张换能器   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文设计、制作了一种单侧外部驱动的弯张换能器,并利用有限元分析软件ANSYS构建了有限元模型,对换能器的电声参数进行了预测,计算结果与实验结果吻合较好。实验测得换能器的最大发射电压响应级为142dB,如果将发射电压加到1200V,换能器的最大声源级预计可达203dB。  相似文献   

8.
弯张换能器尺寸与其同相振动谐振频率的关系   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
贺西平 《应用声学》2002,21(3):18-20
本文用有限元计算方法研究了弯张换能器各方向尺寸与其同相振动谐振频率之间的关系,得出以下结论:不一定所有尺寸的换能器都具有理想的同相振动模态;长、宽、高尺寸不变时,若换能器的壳体厚度值增大,则同相振动的谐振频率值随之增大;壳体厚度不变的情况下,减小长,宽、高中的任意一个参数时,其同相振动谐振频率将增高。  相似文献   

9.
为了提高超磁致伸缩换能器的作动行程,以获得足够大的发音强度,并使之满足发音装置体积小、装配零件少的要求,结合超磁致伸缩材料(GMM)的优良特性,提出一种基于三角放大原理的弓张式GMM换能器。该换能器以GMM棒作为驱动元件,通过固定弓张结构的一端,将双向输出转变为单向输出,同时利用柔性铰链结构,进一步增大换能器的位移输出。通过分析换能器的工作原理,计算得到其理论放大倍数为2.73,与所建立的有限元仿真模型计算得到的放大倍数2.8相近。制作了试验样机并搭建了相应的试验系统,得到在1 kHz范围内换能器最大输出位移为15.5 m,与仿真结果14.058 m相近。提出的弓张结构实现了换能器的位移放大,相应的分析方法也较好地反映了换能器的输出特性。  相似文献   

10.
Terfenol-D鱼唇式弯张换能器   总被引:6,自引:2,他引:4  
提出了一种“鱼唇式”弯张换能器的设计方案,采用变高度椭圆壳体,这样的壳体兼有振幅放大和高度加权放大的“双重放大”作用,并设计制作了Terfenol-D“鱼唇式”弯张换能器。理论分析和湖上实验结果表明,Tefenol-D“鱼唇式”弯张换能器,具有较低的谐振频率,水中约为 1.1kHz左右;较宽的频带,-3dB带通 Q值低于 3;发射电流响应为 182 dB;采用了溢流腔填充顺性材料可获得较大的工作深度.  相似文献   

11.
双壳嵌套鱼唇式弯张换能器   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
刘永平  莫喜平  柴勇  张运强  崔斌 《声学学报》2019,44(6):1060-1067
研究了一种双壳嵌套鱼唇式弯张换能器,针对特殊结构的空气背衬弯张换能器提出了表征换能器静压形变的系列参数,利用有限元方法研究了这些参数与结构参数的对应关系,并进行了换能器的静态分析。在静态分析基础上,研究了结构参数对换能器声辐射特性的影响,经对比分析得到换能器的优化方案,研制了实验样机,经外场试验验证了双壳嵌套鱼唇式弯张换能器具有小尺寸、频率低、高效率、大功率的工作特性:谐振频率800 Hz、最大声源级199.5 dB、电声效率23.6%、工作深度200 m。   相似文献   

12.
The bandwidth of the Class IV flextensional transducer is narrow for its high mechanical quality factor.For improving its bandwidth performance,a flextensional transducer with major axis lengthened was proposed by the theory of multiple-mode-coupling based on the oval shell.The transducer driven by novel relaxor ferroelectric single crystal lead magnesium niobate-lead titanate(PMNT)was designed and analysed using finite element software ANSYS and a prototype of the transducer was developed.The transmitting voltage response of the transducer reaches to 136 dB with fluctuation 7.8 dB from 1.6 kHz to 16 kHz.Based on the theoretical analysis and experimental results,it proves that the flextensional transducer with major axis lengthened has a much broader bandwidth than the ClassⅣflextensional transducer combing with the advantages of low frequency and high response.  相似文献   

13.
The radiation directivity of a complicated conformal array of underwater acoustic transducers is presented based on the boundary "element method. It includes the element directivity of each transducer, the natural beam pattern and the controlled beam pattern of the transducer array. At first, the boundary element model of the conformal array is built up, and then the boundary condition is exerted on the model according to the design and environment in which the transducer array is used, and the radiation directivity of the conformal array is calculated. An experiment has been done to measure the directivity in an anechoic water tank. The calculated and the experimental results are compared and analyzed. They are consistent to each other. It is shown that the boundary element method together with the detailed calculations is successful to simulate and predict the radiation directivity of an underwater acoustic transducer array.  相似文献   

14.
本文提出了适用于弯张换能器的等效电路支路阻抗分析方法,归纳总结了一些描述IV型弯张换能器振动辐射的特性参量,通过支路阻抗分析方法计算这些特性参量可以进行换能器局部结构的优化设计.  相似文献   

15.
管梁耦合宽带换能器   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
对一种管梁耦合宽带换能器进行了研究,通过在圆环换能器中加入弯曲梁组成管梁耦合结构,增加有效工作模态,利用多模谐振耦合优化设计,可使换能器的工作带宽向低频大幅扩展.理论计算与实测结果均表明,管梁耦合换能器具备频带宽、功率大、尺寸小、深水性能好等特点,兼具圆环换能器与弯张换能器的优势,工作性能优良,设计灵活多变.   相似文献   

16.
A broadband transducer with tube-beam coupling structure is presented. Flexural beams are put into a traditional segmented ring transducer including inactive portions to form a new tube-beam coupling structure with more useful working modes. Using multiple-modecoupling design technique, the bandwidth of transducer could be expanded efficiently towards low frequency range. The optimization study of the electroacoustic parameters is carried out by finite element analysis at first. Then a prototype is manufactured and measured. It is shown that this projector combines the fine qualities of flextensional transducer with those of circular ring transducer by both the simulated and experimental results. It could achieve low frequency,high power and wide band performance from compact size. In addition, it is suitable for deep submergence operation when using free-flooded design.  相似文献   

17.
A wideband transducer for sound tube system is presented,which combines longitudinal transducer and ClassⅣflextensional transducer to improve the performance at low frequency and broaden the working band.The equivalent circuit is obtained and used to analyze the coupling mechanism between longitudinal transducer and flextensional transducer.A prototype of the transducer is developed after optimizing the electro-acoustic performances by Finite Element Method.The standing wave in the sound tube stimulated by this transducer has been studied and the sound absorbing coefficients of two acoustic materials samples are measured using this sound tube,which shows that the transducer can meet the requirements of acoustic material measurement with the working band ranging from 1.4 kHz to 23 kHz.  相似文献   

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