力负载对超声切割声学系统谐振频率及谐振阻抗的影响

摘要：

针对在蜂窝复合材料超声波切割加工中，超声切割系统在受力之后会出现系统失谐，振幅不足甚至停振的现象，对声学系统受力之后的阻抗值以及谐振频率进行研究。利用四端网络法，通过分析变幅杆、压电陶瓷以及端盖等组成声学系统各部分输入输出特性，提出了声学系统的整体设计方程，得出了声学系统的阻抗值和频率方程以及负载、电流与振幅的关系式，并对超声切割系统的受力模型进行分析；通过对超声切割声学系统施加单向力，分析受力之后的声学系统阻抗值和谐振频率，得出声学系统受力对系统阻抗值和谐振频率的影响规律。实验结果表明：增加三个方向力之后，系统的阻抗值和谐振频率都会上升；随着力负载的增加，Y、Z 方向施加力负载时的系统阻抗值比 X 方向施加力负载时增加得更快，而在系统谐振频率方面，X、Z 方向施加力负载时谐振频率的增量比 Y方向施加力负载时更大，在实际应用中应减小敏感方向的力；研究成果可为实际加工蜂窝复合材料提供理论指导。

关键词：超声切割系统、力负载、受力模型、阻抗值、谐振频率

所属期刊栏目：35

分类号：TG663

资助基金：国家自然科学基金51475130；国防科工局重大专项A3920133001；浙江省重中之重学科开放基金

在线出版日期：2017-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：136-141