纵弯模式转换开缝圆管压电超声换能器

作     者：李凤鸣 刘世清 许龙 张海岛 曾小梅 陈赵江 LI Feng-Ming;LIU Shi-Qing;XU Long;ZHANG Hai-Dao;ZENG Xiao-Mei;CHEN Zhao-Jiang

作者机构：浙江师范大学应用声学研究所金华321004 中国计量大学理学院杭州310018 金华职业技术学院金华321004 

基　　金：国家自然科学基金(编号:11874326,12074354) 金华市科技局重点项目(编号:2022-3-140) 浙江省自然科学基金(LQ19A040003)资助 

出 版 物：《中国科学：物理学、力学、天文学》 (Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica)

年 卷 期：2023年第53卷第11期

页      码：194-205页

摘      要：本文提出一种新型的纵弯模式转换开缝圆管压电超声换能器,该换能器由夹心式压电超声换能器、变幅杆和开缝圆管辐射器三部分组成.其中开缝圆管辐射器由圆管沿轴向等分切割成若干弧形片,两端为半径相等的薄圆盘端盖.本文基于Timoshenko梁理论与机电类比原理,建立了均匀弹性杆弯曲振动和超声换能器整体的机电等效电路及共振频率方程.利用等效电路法、有限元法和实验测试对换能器的振动特性进行了研究,结果表明,通过新型的结构设计和利用纵向振动夹心式压电超声换能器可有效激发开缝圆管辐射器的两端盖产生低阶纵向弯曲振动,弧形片产生高阶横向弯曲振动,从而实现高效率、均匀和全方位的超声辐射.研究成果有望在超声污水处理、超声除藻和超声化学反应等大容量液体超声处理技术中获得应用.

主 题 词：Timoshenko梁理论 模式转换 弯曲振动 机电等效电路 

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[070206] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SSPMA-2023-0233

馆 藏 号：203124174...