A design method of hollow parabolic horn belongs to the field of power ultrasonic horn design. The invention solves the problems of solid structure, lack of hollow structure and limited solid amplification factor in the existing design methods of horn. It includes the following steps: step 1, calculating area coefficient N and resonance length Lp; step 2, calculating displacement node x0; step 3, calculating amplification coefficient Mp; and step 4, using simulation software to simulate and optimize the design of hollow ultrasonic horn based on the given data and calculation results in step 1 to step 3. The invention is suitable for the design of hollow parabolic ultrasonic horn.
【技术实现步骤摘要】
一种空心抛物线型变幅杆的设计方法
本专利技术属于功率超声变幅杆设计领域,具体涉及一种空心抛物线型变幅杆的设计方法。
技术介绍
功率超声在工业中应用十分广泛,超声变幅杆是超声波振动系统中一个重要的组成部分,它在振动系统中的主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大,并将超声能量集中在较小的面积上聚能,因此也称超声变速杆或超声聚能器。超声变幅杆主要分为阶梯形、指数型、圆锥形、双曲线形等类型,在其它参数相同的情况下,阶梯形变幅杆的放大系数最大,其次是双曲线形变幅杆和指数型变幅杆圆锥形变幅杆的形状因数最大,其次是指数型。综合考虑形状因数和放大系数,指数型超声变幅杆要优于其它类型。目前,超声变幅杆多为实心设计,并且放大系数有限,在此基础上想获得更高的放大系数,唯有增大端面直径来获得更大的放大系数,这势必造成径向振动增大,反而制约了能量在小端的聚焦,进而影响功率超声装置的整体放大系数。而空心变幅杆,在不需要增大变幅杆端面直径的条件下,便可获得更大的放大系数。此外,在材料加工领域,常常需要空心超声变幅杆,例如,带中心孔的变幅杆可以实现旋转超声加工的中心供冷却液或气体,可使其具有良...
【技术保护点】
1.一种空心抛物线型超声变幅杆的设计方法,它是按以下步骤实现的：步骤一、变幅杆的母线选为抛物线型,设变幅杆大端面面积为S1,小端面面积为S2,圆柱形空心部分内圆面积为S0,D1为变幅杆的大端端面直径,D2为变幅杆的小端端面直径,D0为变幅杆的空心直径,振动频率为f,纵波波速为C抛物线型空心变幅杆可以类比成实心抛物线型变幅杆,所以空心抛物线型变幅杆的面积函数为：
【技术特征摘要】
1.一种空心抛物线型超声变幅杆的设计方法,它是按以下步骤实现的：步骤一、变幅杆的母线选为抛物线型,设变幅杆大端面面积为S1,小端面面积为S2,圆柱形空心部分内圆面积为S0,D1为变幅杆的大端端面直径,D2为变幅杆的小端端面直径,D0为变幅杆的空心直径,振动频率为f,纵波波速为C抛物线型空心变幅杆可以类比成实心抛物线型变幅杆,所以空心抛物线型变幅杆的面积函数为：（1）式（1）中的γ，j为抛物线变幅杆的系数，且（2）式（2）中N为面积系数...
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