控制超声工具头振幅分布的新方法

在超声塑料焊接中,常使用大尺寸超声工具头。为了形成均匀的焊缝,要求在超声工具头的辐射面上有均匀的位移振幅分布。本文提出了一种控制大尺寸超声工只头辐射面位移振幅分布的新方法,其装置如图1所示。在带有开槽的工具头上,在换能器驱动的一面再附加两个或更多个小的弹性部件,这些弹性部件的形状可以是等截面圆杆,也可以是变截面杆件。附加的弹性部件可视为作用于超声工具头的反作用力源,该力对工具头辐射面的振幅分布起适当的摄动作用。改变附加弹性部件的数目或形状,即可改变辐射面的位移振幅分布。     

低频宽带大功率“星型”柱面发射换能器

提出一种具有水平无指向性、低频、宽带、大功率特点的新结构换能器——“星型”柱面发射换能器,换能器由共享后质量块的6个复合棒换能器按“星型”方式组成柱面结构。采用有限元方法对换能器进行了分析设计并制作了换能器样机。在1—10 kHz内,换能器有3个主要工作模态,前两阶工作模态对换能器工作带宽的展宽有贡献,第三阶模态显示出较强的指向性,水池测试换能器具有1倍频程的工作带宽,最大声源级为199.1 dB。有限元模拟结果和实验结果符合较好。研究结果表明,新结构换能器在满足水平无指向性的前提下,利用复合棒的纵振及辐射面的弯曲振动实现了低频、宽带、大功率的要求,提供了一种设计该特性换能器的新思路。