柱孔结构对大功率超声换能器耦合振动系统的优化研究OA

大功率超声换能器振动系统因耦合振动的存在,使得系统的振动特性变得异常复杂,严重影响系统的工作效果.因此,如何对大功率超声换能器耦合振动系统进行优化,改善其振动性能以满足工程应用的需要,是亟待解决的难题.目前,孔式、柱式声子晶体结构在换能器耦合振动的优化中得到了广泛的研究,但研究发现,柱孔组合式声子晶体结构在拓宽带隙宽度方面有着更好的优势.因此,本文使用柱孔结构对大功率超声换能器耦合振动系统进行了优化.但应用的工作环境不同,性能需求目标也不同.因此,本文以超声塑料焊接应用场景的实际需求为导向,对大功率大尺寸超声塑料焊接换能器耦合振动系统进行优化设计.将具有横向带隙(实现对长度、宽度方向横向振动的抑制)、拓扑缺陷、声学表面结构的柱孔组合型准周期声子晶体结构应用于大功率超声振动系统的优化设计中,并结合数据分析技术,有效地改善了系统焊接面的位移振幅和振幅分布均匀度等特性,提高了大功率超声换能器耦合振动系统的设计效率和可靠性.仿真和实验结果不仅揭示了柱孔结构对系统性能的影响规律,也充分证实了论文所提优化方案的可行性.