李 丹， 刘世清， 李陆化

(浙江师范大学 数理与信息工程学院,浙江 金华 321004)



径向开槽薄圆环振子径向振动分析*

李 丹， 刘世清， 李陆化

(浙江师范大学 数理与信息工程学院,浙江 金华 321004)

为研究径向开槽圆环的径向振动特性，基于机电类比原理，建立了开槽圆环的径向振动等效电路，并得出其共振频率方程，探讨了圆环第1、第2阶共振频率及振幅放大系数与其半径比的关系.结果表明：圆环第1阶共振时振幅放大系数随半径比的增大而增大，第2阶共振时振幅放大系数随半径比的增大而下降；其共振频率随半径比的增大而单调上升；理论与有限元数值仿真结果基本一致.

圆环振子；径向振动；共振频率;位移放大系数;有限元分析

0 引 言

在功率超声领域，除了需要设计各种结构和振动模式的振动系统外，还需要通过对弹性振动体结构进行特殊的设计，如开狭槽或狭缝等，来产生一些特殊模式的振动，以满足不同的应用需要.如纵扭复合振动等[1].文献[2]通过开槽的方法提出一种可显著提高超声焊接质量的纵扭振动传振杆，该系统还可用作超声波电机定子驱动器.在超声焊接等大功率应用领域，常采取在大尺寸变幅杆(工具头)上开设一系列平行狭缝的方式来减弱其纵横耦合振动，提高工具头的位移振幅，以提高系统的纵向声能传输效率[3].

近年来在超声拉拔金属成型领域，为提高超声拉拔效率及改善拉拔质量，一类径向振动盘形超声聚能器发展起来了[4-6]. 文献[7]利用解析法研究锥形等几种圆盘聚能器的径向和扭转振动特性，并得出了共振频率方程；……