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热超声封装高频换能器的动力学优化设计
  • ISSN号:0493-2137
  • 期刊名称:《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 时间:0
  • 分类:TB552[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]天津大学机械工程学院,天津300072, [2]河北工业大学机械工程学院,天津300130
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50505032);天津市科技攻关计划培育基金资助项目(05YFGPGX06000).
中文摘要:

为提高热超声封装效率、降低封装温度,研究了高频超声换能器的动力学优化设计.基于一维振动和波动理论,建立了换能器的解析模型,得到了压电振子、指数形聚能器和劈刀的波动方程.借助有限元分析软件ANSYS参数化建模,分别对压电振子和聚能器进行优化设计.考虑材料、形状和尺寸对其振动特性的影响,得到了换能器最优模型.通过阻抗分析仪和多普勒激光测振仪对换能器进行电谐振和机械谐振测试.实验结果表明,该换能器在其工作频率附近不存在非纵振模态和其它寄生的振动形式,从而方便了超声信号发生器设计.

英文摘要:

The dynamic optimum design of high-frequency ultrasonic transducer was studied to improve thermosonic packaging efficiency and reduce packaging temperature. Based on one-dimensional vibration and wave theories, the analytical model of a transducer was established, and the wave equations of piezoelectric converter, exponential con- centrator and capillary were gained. By using ANSYS software parametric design language for finite element analysis, the optimum design of piezoelectric converter and concentrator were accomplished respectively. Considering the influence of material, shapes and dimensions on the characteristics of the transducer, the optimum model of the transducer was achieved. The electrical resonance and mechanical vibration characteristics were tested by impedance analyzer and laser Doppler vibrometer. Experimental results show that there are no non-axial vibration modes and other spurious resonances around working frequency, thus it is convenient for the design of ultrasonic generator.

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期刊信息
  • 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:
  • 主办单位:天津大学
  • 主编:单平
  • 地址:天津市南开区
  • 邮编:300072
  • 邮箱:
  • 电话:022-27403448
  • 国际标准刊号:ISSN:0493-2137
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1127/N
  • 邮发代号:6-27
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6410