张 宁 宁

(渭南师范学院 数理学院，陕西 渭南 714099)

【现代应用技术研究】

中心有孔圆锥形变幅杆声学特性研究

张 宁 宁

(渭南师范学院 数理学院，陕西 渭南 714099)

根据变截面纵振动的波动方程，对中心有孔圆锥形变幅杆进行系统研究。利用传统方法分析了变幅杆的频率方程及谐振长度、位移节点、放大系数、形状因数、输入力阻抗、等效网络等声学特性，并将有限元模拟结果与理论计算结果进行了对比，结果表明：理论计算结果与有限元模拟所得结果基本一致，误差较小；当变幅杆大小端及长度尺寸不变时，变幅杆理论计算及模拟的频率和放大系数随着中心孔径尺寸的增加而增加。该结论对中心有孔变幅杆的实际工程应用提供理论参考。

声学特性；频率和放大系数；力阻抗；有限元模拟

超声变幅杆是超声波振动系统中一个重要的组成部分，主要作用是把质点的机械振动位移或速度放大。[1-4]超声波变幅杆是配合超声波换能器改变超声波振动幅度的功能组件。压电换能器在超声频电振荡作用下的伸缩变形很小,一般在4～5 μm左右，不能直接传递到被加工工具上，必须借助变幅杆[5-12]。中间有孔的变幅杆放大倍数较大，在超声加工、焊接等应用中被广泛采用，但是其全面的声学特性以及中心孔尺寸对变幅杆性能的影响，对其实际应用至关重要，因此有必要进行系统研究。文献[13]探讨了中间有圆柱孔换能器和变幅杆的设计理论及声学特性，并且成功地应用于超声珩磨装置。……