超声辅助电镀的仿真与实验*

为了提高镀层的表面质量,提出了一种超声辅助电镀的方法。超声的空化与搅拌作用可以影响电镀的电沉积过程。设计了合理的换能器结构,并搭建了超声辅助电镀装置。通过对模型进行压电声学场与电镀场耦合仿真分析,结果表明：在硫酸铜电解液,镀铜时间60s,电压300V条件下,进行超声辅助电镀,镀层厚度分布均匀,镀层中部电流密度分布均匀,边缘最大电流密度是未加超声的2倍左右 。基于仿真结果,进行相同的实验测试,结果表明：超声辅助电镀可以提高镀层的均匀性,减少铜颗粒表面的杂质,提高表面的光洁度。阴极样品距离换能器头部位置在60mm左右,镀层质量良好。     

水下材料吸隔声性能测试近场长脉冲传递函数法

为消除有限空间壁面反射对大样水下材料声学性能测试的影响,利用传递函数法和脉冲法测试原理,建立声波垂直入射情况下水下材料吸隔声性能测试近场长脉冲传递函数法,10mm均匀钢板模型声学性能试验表明,压力环境下钢板反射及隔声性能测试值与理论值基本一致,反射系数测试偏差小于0.1,隔声量测试偏差小于1dB,可以采用近场长脉冲传递函数法测量声波垂直入射情况下材料声学性能,可有效克服边界反射对测试的影响。     

高温环境中基于声学信号的激光诱导击穿光谱校正方法

激光诱导击穿光谱(LIBS)信号的不确定性限制了其定量测量的能力。基于等离子体声学信号的光谱校正方法能够有效降低LIBS信号的不确定性,但仍缺乏在高温环境中的研究。在甲烷/空气预混火焰产生的高温气中,测量了不同激光入射能量下等离子体的吸收能量,并同步采集了等离子体的光谱信号和声学信号,对声学波形的正峰进行了修正,利用修正后正峰的脉冲积分强度(PII)对光谱进行了校正,有效降低了LIBS信号强度的不确定性。研究发现,在激光入射能量为80～280 mJ时,等离子体的吸收能量和激光入射能量间具有显著的线性关系,1 150和1 350 K下,线性决定系数(R²)分别为0.997 9和0.998 9,随着激光能量从80 mJ升高至280 mJ, 1 150和1 350 K下等离子体吸收能量的RSD(relative standard deviation)分别从33.17%和34.20%降至6.68%和6.79%。同时,在同一激光入射能量下,由于温度的升高导致了气体密度的下降,1 350 K下等离子体的吸收能量低于1 150 K的吸收能量。等离子体的光谱信号和声学信号源于等离...     

管柱型近周期声子晶体点缺陷结构的大尺寸压电超声换能器

大尺寸压电超声换能器的耦合振动会导致其辐射面纵向位移振幅的平均值较小,振幅分布不均匀,严重影响系统的性能和可靠性.为了改善大尺寸超声振动系统性能,可利用二维孔/槽型近周期声子晶体结构对横向振动进行抑制,但在对横向振动抑制的同时,该结构会对换能器机械强度和工作带宽等性能参数造成不利的影响.针对这一问题,本文提出利用管柱型近周期声子晶体点缺陷结构对大尺寸夹心式纵振压电陶瓷换能器进行优化的新思路.该方法不仅可以利用构造的固/气二维近周期声子晶体结构的点缺陷模式,获得极低的能量损耗,有效提高系统辐射面的纵向位移振幅和振幅分布均匀度;也可以利用管柱结构中的双环形孔增强声波的多重散射,使得换能器在管柱柱高较低的条件下产生禁带,在有效抑制横向振动的同时,大幅拓宽换能器系统的工作带宽,增强系统的稳定性和机械强度,降低加工成本.仿真结果证明了优化的有效性.     

介质密度对谐振腔声压的影响

基于热声效应的磁致伸缩换能器热声制冷机,其内部的介质密度对于制冷效率的提高有重要作用。选用改变基础声压来控制谐振腔内介质密度的大小,选取了基础声压0.2—1.0 MPa之间,每0.2 MPa作为间隔,对五种基础声压下1 000—8 000 Hz不同激励下用有限元仿真软件ATILA进行仿真分析,得到趋势是呈现增大的,而且最大值在基础声压和激励频率最大值处,达到了359.97 Pa;在基础压力为0.6 MPa、激励频率为2 000 Hz的条件下谐振腔同时满足驻波形态和高声压。并对整机的模型进行激励频率-辐射板位移输出分析,得到在激励频率为9 000 Hz时,辐射板输出位移最大。随着介质密度的增加,热声制冷机内谐振腔内的驻波形态并没有因此而增加,存在一个同时满足驻波状态和高声压的状态。     

《应用声学》征稿简则

《应用声学》创刊于1982年元月,是由中国科学院主管、中国科学院声学研究所主办的国内外公开发行的学术期刊,双月刊。本刊被《中国科学引文数据库》、《中国期刊全文数据库》、国家科技部中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)、中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED)等收录,并进入《中文核心期刊要目总览》。本刊的宗旨是及时报道声学及其相关领域中创造性科研成果,加强学术交流,促进新成果的开发与推广,促进科研、工程技术人员与生产实践者之间的相互合作。主要栏目:应用声学论坛、综述与评论、研究报告、研究简报、综合报道、经验交流、知识介绍、新书评介、声学新闻和动态等。     

《应用声学》征稿简则

《应用声学》创刊于1982年元月,是由中国科学院主管、中国科学院声学研究所主办的国内外公开发行的学术期刊,双月刊。本刊被《中国科学引文数据库》、《中国期刊全文数据库》、国家科技部中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)、中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED)等收录,并进入《中文核心期刊要目总览》。     

基于物理机制模型的民机机体噪声预测

为实现民机总体方案快速评估与优化迭代设计,文章对民机增升装置前缘缝翼及后缘襟翼分别建立了基于民机噪声物理机制的预测模型,在此基础上搭建了机体噪声预测体系,开发了相应的预测工具UNICRAFT.为评估预测工具UNICRAFT的计算精度和效率,文章分别针对翼吊式布局,前缘缝翼/Fowler式襟翼形式,以及尾吊式布局,前缘缝翼\双缝子翼加后退式襟翼形式的增升装置进行了计算校核验证,通过与声学风洞试验结果对比分析,验证了本文发展的预测工具及预测体系的有效性,能够实现飞机级噪声水平的高效预测.      

锥形剖面径向复合超声换能器的机电等效电路

研究了一种锥形剖面径向复合超声换能器。该换能器由一个等截面内金属圆环、一个轴向极化的压电陶瓷圆环和一个锥形剖面外金属圆环沿径向复合而成,且换能器的径向尺寸远大于高度。锥形剖面外金属圆环满足关系式h=h₀r,h₀为厚度变化常数。基于平面应力径向振动理论,推导了换能器的机电等效电路,得到了共振频率方程和反共振频率方程,进而研究了换能器的振动特性。并将理论计算的第1阶、第2阶径向共振频率和反共振频率与数值仿真结果相比较,二者结果一致。研究表明:锥形剖面换能器第1阶、第2阶径向共振频率、反共振频率、有效机电耦合系数不仅与换能器各部分的材料、径向几何尺寸有关,还与h₀有关。h₀越大,第1阶径向共振频率、反共振频率越大,有效机电耦合系数先增大后减小。与等截面相比,锥形剖面换能器沿径向向外辐射声波,辐射面积更大,辐射声功率更高,指向性更好。