张宁宁

(渭南师范学院 物理与电气工程学院,陕西 渭南 714000)



大尺寸抛物线形超声变幅杆频率的瑞利修正

张宁宁

(渭南师范学院 物理与电气工程学院,陕西 渭南 714000)

摘要:利用瑞利能量法对大尺寸抛物线形超声变幅杆的共振频率进行修正,得到了修正频率表达式．通过数值计算得出大尺寸抛物线形超声变幅杆频率修正结果,并利用有限元软件对一组大尺寸抛物线形变幅杆进行模态分析．将修正结果与一维的理论值进行对比分析,可得修正后的频率值更接近于有限元模拟仿真值．

关键词:大尺寸抛物线形超声变幅杆;共振频率;瑞利修正;有限元模拟

0引言

超声变幅杆在功率超声振动系统中非常重要,其主要作用是放大质点机械振动的位移或速度,或将超声能量集中在较小的面积上．在超声变幅杆领域中，指数形变幅杆、圆锥形变幅杆、悬链线形变幅杆、阶梯形变幅杆等单一及各种复合振动变幅杆的特性得到众多学者的研究[1-5]．单一变幅杆中,圆锥变幅杆的因数最大,但放大系数最小．文献[6]研究了一种抛物线形变幅杆,与圆锥形变幅杆相比较,抛物线形变幅杆具有放大系数较大,形状因数可比的优点．传统变幅杆设计一般按照一维理论,当变幅杆横向尺寸小于1/4波长时,可以忽略横向振动对纵向频率造成的影响．但在许多需要大功率、高声强的功率超声应用领域中,通常需要一种横截面积大的变幅杆来获得较大的功……