夹心式超声振子的建模分析与性能测试

【摘要】随着能源危机的加剧,世界各国都在大力投入新型能源的研发,近年来许多学者开始对生物燃料进行研究。本文创造性地将超声加工技术应用于生物质压块的成型制备,并着重对生物质压缩用夹心式超声振子做了以下研究：1.根据变截面杆的一维振动理论,对换能器、变幅杆和工具头的尺寸进行了理论计算,总结出了一套完整的设计公式。另外,为超声变幅杆和工具头设计中需考虑的圆弧过渡提供了一种计算方法,并为异型工具头的设计提出了一种简易而实用的结构设计和尺寸计算方法。2.在考虑预紧力条件下对整个超声振子进行模态分析,并对考虑预应力条件下的模态分析结果、常规模态分析结果和阻抗分析仪测得的实际谐振频率作了对比；采用模态叠加法对超声振子进行谐响应分析,并得出了固有频率下的响应值；利用预应力模态分析探究了工作负载对谐振频率的影响和振子不同装夹方式对谐振频率的影响。3.总结出了一套完整的振子装配流程及工艺规程,并探究了工具头长度的变化对振子谐振频率的影响。4.探究了振子装配过程中螺栓预紧力矩对振子的谐振频率、动态电阻和动态电感三个性能参数的影响。5.利用多普勒激光测仪对两振子的振幅进行了测量,测得结果分别为16.5um和15.8um,基本满足超声加工所需的15-25um的振幅要求。6.设计了一组实验,对无超声作用与有超声作用成型的生物质压块作了比较。结果显示,有超声作用成型的生物质压块明显比无超声作用成型的生物质致密。
【作者】陈猛；
【导师】唐勇军；
【作者基本信息】广东工业大学，机械制造及其自动化（专业学位），2014，硕士
【关键词】预应力模态分析；振子装配；预紧力矩；振子性能测试；生物质压缩；

【参考文献】
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