一种压电超声换能器的有限元分析方法技术

本发明专利技术公开了一种压电超声换能器的有限元分析方法，包括预处理，以构成换能器的物理模型；前处理，构建相应的换能器的三维有限元模型，再对所构建的有限元模型进行网格划分；求解，对换能器的有限元模型施加相应的载荷，并对模拟结果进行求解；后处理，对不同单元类型的模态进行分析。本发明专利技术的有益效果是：对设计的换能器系统进行有限元建模分析，较准确地得到了超声换能器系统的工作端面振幅分布、轴线振幅分布、谐振频率、固支平面参数等电学参数，理论计算的结果和有限元分析的结果能够较好的吻合，从而验证了本项目提出的超声压印换能器系统的解析模型可以用于工程设计，为超声换能器系统的精密驱动和声辐射能量精确控制提供了理论基础。提供了理论基础。提供了理论基础。

【技术实现步骤摘要】
一种压电超声换能器的有限元分析方法


[0001]本专利技术涉及一种有限元分析方法，具体为一种压电超声换能器的有限元分析方法，属于换能器系统研究


技术介绍

[0002]超声学是声学的一个重要分支，自20世纪初期出现后结合多个领域的成就得到了迅速发展，不仅应用于传统的工农业领域，而且在医学、生物、国防和航空航天等高新
也有所渗透，绝大部分超声应用技术的核心是压电换能器，而超声换能器系统在工作时，对其工作端面振幅分布、轴线振幅分布、谐振频率、固支平面参数等电学参数却缺乏理论的数据基础，因此不能够对超声换能器系统的驱动和声辐射能量进行精确的控制，进而导致压电超声换能器在使用过程中，不能得到较好的谐振性能，且机电转换效率较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就在于为了解决问题而提供一种压电超声换能器的有限元分析方法。
[0004]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种压电超声换能器的有限元分析方法，包括以下步骤：
[0005]步骤一、预处理，根据超声换能器系统的组成，将构成换能器系统的各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电超声换能器的有限元分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、预处理，根据超声换能器系统的组成，将构成换能器系统的各个结构组件进行组装连接，以构成换能器的物理模型；步骤二、前处理，将所构成的换能器物理模型转换成几何模型，以及依据换能器物理模型的材料参数，并根据不同的模态单元类型构建相应的换能器的三维有限元模型，再对所构建的有限元模型进行网格划分；步骤三、求解，根据需要模拟的模态单元类型，对换能器的有限元模型施加相应的载荷，并对模拟结果进行求解；步骤四、后处理，将所获得的求解结果进行输出，以提取相应参数，并根据参数对不同单元类型的模态进行分析。2.根据权利要求1所述的一种压电超声换能器的有限元分析方法，其特征在于：所述步骤一中，超声换能器系统的组成包括超声换能器、变幅杆及加工工具头，且超声换能器的压电陶瓷片采用solid5耦合单元，Solid5单元设有八个节点，每个节点设有六个自由度。3.根据权利要求1所述的一种压电超声换能器的有限元分析方法，其特征在于：所述步骤二中，构建有限元模型时，对换能器系统的结构简化包括以下部分：1)忽略铜电极、粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛成新，李锦，
申请(专利权)人：常州苏德工具有限公司，
类型：发明
国别省市：