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单一变幅杆(一)
来源: | 发布日期:2022-11-16

(1)单一变幅杆的特性参数

超声变幅杆的性能主要是由变幅杆的共振长度MP,放大系数,形状因数,位移节点06 ,输入力阻抗07和弯曲劲度等参数加以描述的。其中放大系数MP是指变幅杆工作在共振频率时,输出端与输入端的质点位移或速度的比值;形状因数06 是衡量变幅杆所能达到最大振动速度的指标之一,它仅与变幅杆的几何形状有关,06 值越大,通过变幅杆所能达到的最大振动速度也越大。如等截面杆的06 值为1,常用变幅杆的08值都接近于3,而某些特殊形状的变幅杆,06 值可达5左右;输入力阻抗08定义为输入端策动力与质点振动速度的复数比值。在实际应用中常常要求输入力阻抗随频率及负荷的变化而变化的幅度要小;弯曲劲度是弯曲柔顺性的倒数,弯曲劲度也与变幅杆的几何形状有关。变幅杆越长,弯曲柔顺性越大,在许多实际应用中这是需要避免的。


上述变幅杆各性能参数是根据纵振动波动方程、杆的面积函数及边界条件推导出的公式来确定的。其中边界条件如图5-2所示,设坐标原点x=0处的横截面积为S1,x=1处的横截面积为S2。作用在S1、S2上的力及振动速度分别为09 10,则边界条件如下。


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两端自由时


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表5-1列出了指数形、圆锥形、悬链线形、阶梯形等四种圆截面半波长谐振变幅杆的设计公式,用于包括对谐振频率、半波谐振长度如13位移节点长度14 、放大系数15、应变极大点长度16 和形状因数06等参数的计算。另一个重要参数输入阻抗08 由表5-2列出。


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