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凹型弯张换能器的有限元分析

一、引 言 自70年代起,有限元法被用来解压电换能器的振动问题“’.近年来仍有这方面的工作“.凹型弯张换能器有良好的性能,但由于它的结构和形状比较复杂,需用有限元技术才能进行较全面的分析,这方面的工作至今仍未见公开发表, 为分析弯张换能器的振动特性,我们编制了能对压电换能器进行二维分析的通用有限元计算机程序,它适用于轴对称型或平面型压电换能器.用此程序得到了凹型弯张换能器的前三个共振频率,并由计算机绘制了相应的振动模式. 二、计算方法 有限元技术分析振动的一般方法在很多文献中已有详细论述“一’,这里仅作简要说明,重点指出本文所用方法的若干特点. 1.离散化的有限元方程组及电压-驱动力关系矩阵和电流-振速关系矩阵的一致性 首先考虑轴对称问题,线性材料的机电耦合关系(压电方程)为 瞩一r 二S)(。)式中丁为应力,S为应变,e为压电系数,。‘为常应变下的介电常数,C”为常电场下的弹性系数,E为电场强度,D为电位移e”是e矩阵的转置....  (本文共8页) 阅读全文>>

《渭南师范学院学报》2002年05期
渭南师范学院学报

圆膜振动中的反共振

在机械振动中,共振是一种常见的现象,但是在圆膜振动中,还有一种反共振现象,下面就此问题做一简单的讨论.1 圆膜的受迫振动和振幅图1如图1所示,假定一圆膜,膜中张力为T(整个膜中不变),半径为α,表面受到一均匀的简谐外力的作用,例如声波(通常以压强的形式表示),p=pAejwt,圆膜的周边固定,则采用极坐标表示时,圆膜振动的位移由振动方程   2rη 1c2 2η t2=-pc2σ(1)和边界条件 ηr=a=0(2)决定.式中c=Tσ,σ为膜的面密度.   2r= 2 r2+1r r.求解得 η(t,r)=ηAejwt,其中ηA是位移振幅,  ηA=pAk2TJ0(kr)J0(ka)-1(3)式中J0(kr)为零阶柱贝塞尔函数.2 圆膜振动的反共振频率从式(3),当圆膜作受迫振动时,它的位移振幅也与径向位置有关,对其位置取平均值   ηA=1πa2∫a02πηArdr,将ηA=pAk2TJ0(kr)J0(ka)-1代入得(下转第9...  (本文共2页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

反共振惯性式振动机械若干理论问题的研究

振动机械可以完成振动筛分和振动输送等工艺过程,已在工业生产中得到广泛的应用。利用共振理论设计的共振机械,可以使用较小的激振力达到较大振幅,从而提高工作机体的效率,同时我们利用隔振与减振理论,减小工作机体传给地基的载荷。利用反共振理论设计的振动机械可以达到同时利用振动又隔振的目的。根据共振理论和反共振理论对反共振二次隔振(双阻尼)振动机械进行了理论推导与分析,应用Maple以及Matlab软件对传递率、振幅、相位等与频率的关系作出仿真曲线。并对原点反共振系统的各种特性曲线进行了研究,且对二次隔振系统与原点反共振系统的隔振效果进行了比较。在以前文献研究的基础上,对两种类型的跨点反共振振动机进行了深入的研究,对激振力加载在不同的质体上,系统由三个自由度退化为两个自由度所需满足的条件做了详细的推导与分析。并对降阶后的系统进行了一定的研究,得出重要的结论。将共振理论与反共振理论相结合,设计一种单杠杆反共振惯性式共振机使得上质体发生共振的同...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

反共振式惯性共振机的关键技术研究

振动机械作为一种特殊的机械设备已在工业生产中得到广泛的应用,利用这种机械可以完成许多诸如振动给料和振动输送等工艺过程。利用共振理论设计的共振机械,可以达到节能的目的。利用反共振理论设计的反共振振动机械具有比传统振动机械更多的优越性,现已成为人们研究的热点。国内外许多学者对反共振的理论和应用进行了不少的研究工作,并设计出了一些反共振振动机械,但在国内还没有被广泛应用。共振是振动机械常要避免的问题,可以通过适当的增加阻尼等器件使共振振幅在适合的范围内,以实现在给定的振幅要求下,激振力幅值最小,达到节能的目的,从而利用共振。反共振机械在工作时都存在振幅不稳定的缺点,因此在实际应用前必须进行充分的理论研究和实验验证。本文根据共振理论和反共振理论设计了反共振式惯性共振机。从理论上对隔振系统进行了动力学分析和计算机仿真,得到影响振幅稳定的反共振频率比、质量比、阻尼比等参数。应用理论分析的结论设计反共振式惯性共振试验台,此设备应用反共振理论为...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

《力学学报》1979年04期
力学学报

多自由度系统中的反共振

一、串联系统首先考察由多个质量与弹簧组成的串联系统(图1).其强迫振动微分方程为 M父+Kx~f(1)式中质量矩阵M是对角阵,M三diag[。;l;刚度矩阵K是三对角阵,K兰tridiag[凡;,K,,;+工,K、1,,];而f为激振力列阵,且假设激振力为谐和力,即有f~Fsin咧.我们来求与激振力同频率的谐和反应x,即设 x~X sin的t将它们代入方程(1),得[K一。ZM]X一F.引人特征矩阵式可写成 DX一FD亦为三对角阵,D芝tridiag[D,,,D,,;+,,D,+1,,1,其中 D,,~夜卜、+交;一。;。2,i一1,2,…, D,,,+,一D,、;,;~一左:,i~1,2,…, 由方程(2)可解得 X,~必i/△其中△是特征行列式】D!,必;是△中第i列元素用力幅矢量D二[K一。ZM],于是上(2)刀22一1(3) (4)F置换后得到的行列式.第4期方同:多自由度系统中的反共振 由式(4)可见,当特征行列式等于...  (本文共7页) 阅读全文>>

《西北工业大学学报》1978年01期
西北工业大学学报

多自由度系统中的反共振

前台万习 所谓反共振指的是弹性系统在某些特定频率的谐和激励作用下,系统某些部位出现谐和反应等于零的情形。如果用力学阻抗的概念“’来讲,反共振情形也就是指在某些频率上系统某些部位的动柔度(亦称位移导纳)为零。关于多自由度系统的反共振理论,参考〔2〕中给出了一般情形下的数学处理,并且以直升飞机为例指出了它的多种工程应用。可是该文没有深入讨论反共振(特别是传递反共振)的物理机理。参考〔3〕曾以十缸柴油机曲轴扭振为例,对其共振与反共振进行了数字分析,得到的结果有所启发。本文就多自由度弹簧质量系统,从理论上导出反共振的一般规律,并给予清楚的物理解释。一、串联系统首先考察由多个质量与弹簧组成的串联系统(图1)二认 .叱唾彝凡图1根据牛顿定律,图1系统的强迫振动微分方程可表示为 m,笼,+kox:一k,(x:一x,)=f; ,:父:+九:(二:一x,)一掩2(x:一x,)=f:(la)m。父,+k。一,(x。一x,一:)+k。二。=f。}19...  (本文共14页) 阅读全文>>